Curso LabVIEW 6i - Escuela de Ingeniería Electrónica

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CURSO BÁSICO DE LABVIEW 6i
GERMÁN ANDRÉS HOLGUÍN LONDOÑO
Profesor Auxiliar, Facultad de Ingeniería Eléctrica
SANDRA MILENA PÉREZ LONDOÑO
Docente Especial, Facultad de Ingeniería Eléctrica
ÁLVARO ÁNGEL OROZCO GUTIÉRREZ
Profesor Asociado, Facultad de Ingeniería Eléctrica
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ISBN: 958-8065-33-X
Facultad de Ingeniería Eléctrica
Universidad Tecnológica de Pereira
Impreso en Pereira, 2002.
TABLA DE CONTENIDO
1. AMBIENTE DE DESARROLLO DE LabVIEW.................................................... 5
1.1 OBJETIVO .................................................................................................... 5
1.2 DESCRIPCIÓN ............................................................................................. 5
1.3 Panel Frontal................................................................................................. 7
1.4 Diagrama de bloques .................................................................................... 8
1.5 Paleta de herramientas ................................................................................. 9
1.6 Paleta de controles ..................................................................................... 11
1.7 Paleta de funciones..................................................................................... 14
1.8 Barras de LabVIEW .................................................................................... 18
1.8.1 Barra de Menús .................................................................................... 18
1.8.2 Barra de Herramientas del Panel Frontal ............................................. 22
1.8.3 Barra de Herramientas del Diagrama ................................................... 24
1.9 Técnicas de cableado ................................................................................. 26
1.10 Técnicas de Edición de diagramas............................................................ 29
1.11 Técnicas de Navegación........................................................................... 30
1.12 Tipos de cables ......................................................................................... 32
1.13 Tipos de datos numéricos ......................................................................... 33
1.14 Tipos de Terminales.................................................................................. 34
1.15 Ayudas de depuración .............................................................................. 35
1.16 AMBIENTE DE DESARROLLO INTEGRADO de LabVIEW ..................... 36
1.16.1 Ejecución de LabVIEW ....................................................................... 36
1.16.2 Paletas y ventanas de LabVIEW ........................................................ 39
1.16.3 Ubicación de los objetos..................................................................... 41
1.16.4 Edición de objetos del panel............................................................... 47
1.16.5 Cambiar el tamaño de los objetos ...................................................... 50
1.16.6 Ejecución de una aplicación ............................................................... 52
Curso Básico de LabVIEW 6i
2
1.16.7 Guardar un VI ..................................................................................... 53
EJERCICIO 1.1 CREACIÓN DE UN NUEVO VI ............................................... 55
1.17 EJERCICIOS PROPUESTOS................................................................... 62
2. ESTRUCTURAS............................................................................................... 63
2.1 OBJETIVO .................................................................................................. 63
2.2 DESCRIPCIÓN ........................................................................................... 63
2.3 Estructura “While Loop” .............................................................................. 64
EJERCICIO 2.1 Simulación de la lectura de una temperatura.......................... 66
EJERCICIO 2.2 Generación de una onda seno................................................ 69
2.4 Estructura “For Loop” .................................................................................. 71
EJERCICIO 2.3 Gráfica de 100 números aleatorios entre 10 y 50 .................. 72
EJERCICIO 2.4 SUMAR los números enteros entre 1 y 100........................... 74
EJERCICIO 2.5 promediAR los últimos dos datos aleatorios .......................... 77
2.5 Estructura “SEQUENCE” ............................................................................. 78
EJERCICIO 2.6 Medir el tiempo que el pc tarda .............................................. 80
2.6 Estructura “Case” ....................................................................................... 83
EJERCICIO 2.7 Menú de opciones.................................................................. 85
2.7 Estructura “Formula Node”......................................................................... 92
EJERCICIO 2.8 Utilización de los nodos de fórmula...................................... 93
EJERCICIO 2.9 Realizar el ejercicio 1.1 con un nodo de fórmula................... 95
EJERCICIO 2.10 ejercicio 2.7 con un nodo de fórmula.................................... 96
EJERCICIO 2.11 La ecuación cuadrática......................................................... 98
2.8 acciones mecánicas de los controles booleanos ...................................... 101
2.8.1 Switch When Pressed ........................................................................ 103
2.8.2 Switch When Released ...................................................................... 104
2.8.3 Switch Until Released......................................................................... 107
2.8.4 Latch When Pressed .......................................................................... 108
2.8.5 Latch When Released ........................................................................ 110
2.8.6 Latch Until Released .......................................................................... 111
EJERCICIO opcional 2.12 Aplicación de una estructura de secuencia.......... 112
Facultad de Ingeniería Eléctrica Universidad Tecnológica de Pereira
3
3. ARREGLOS Y CLUSTERS. ........................................................................... 118
3.1 OBJETIVO ................................................................................................ 118
3.2 ARREGLOS .............................................................................................. 118
EJERCICIO 3.1 De un arreglo 1D, generar las salidas REQUERIDAS.......... 132
EJERCICIO 3.2 Extraer datos de un arreglo 2D ............................................. 135
3.3 CLUSTERS ............................................................................................... 138
EJERCICIO 3.3 Utilización de los clusters...................................................... 143
3.4
EJERCICIOS PROPUESTOS ............................................................... 146
4. GRAFICADORES. .......................................................................................... 147
4.1 OBJETIVO ................................................................................................ 147
4.2 DESCRIPCIÓN ......................................................................................... 147
4.3 GRAFICADOR WAVEFORM CHART....................................................... 150
EJERCICIO 4.1 Gráfico de escalares waveform chart.................................... 151
EJERCICIO 4.2 Gráfico de vectores con waveform chart............................... 155
4.4 Tipo de Dato WDT .................................................................................... 158
EJERCICIO 4.3 waveform data type con waveform chart............................... 161
EJERCICIO 4.4 MúLTIPLES GRÁFICAS EN UN waveform chart .................. 163
EJERCICIO 4.5 cluster de escalares EN UNA waveform chart ...................... 165
4.5 GRAFICADOR WAVEFORM GRAPH ...................................................... 167
EJERCICIO 4.6 waveform graph utilizando datos WDT ................................. 169
Ejercicio 4.7 waveform graph a partir de un cluster ........................................ 172
Ejercicio 4.8 múltiples gráficos........................................................................ 173
4.6 GRAFICADOR XY GRAPH....................................................................... 175
Ejercicio 4.9 XY Graph.................................................................................... 176
EJERCICIO 4.10 Múltiples Gráficos en un XY Graph ..................................... 179
5. SUBVIS, VARIABLES LOCALES Y GLOBALES............................................ 182
5.1 ObjetivoS .................................................................................................. 182
5.2 SubVIs ...................................................................................................... 182
4
5.3 Edición del Icono....................................................................................... 184
5.4 Los Conectores ......................................................................................... 187
5.5 UTILIZACIÓN DE UN SUBVI .................................................................... 191
EJERCICIO 5.1 Filtrado de una señal............................................................. 193
EJERCICIO 5.2 Menús en los Paneles frontales ............................................ 201
EJERCICIO 5.3 Cargar el panel frontal de un subVI durante la ejecución...... 204
5.6 VARIABLES LOCALES............................................................................. 210
EJERCICIO 5.4 Graficar datos de distinta fuente en un mismo chart ............. 211
5.7 VIARIABLES GLOBALES ......................................................................... 218
Ejercicio 5.5 Variables Globales...................................................................... 221
5.8
ejercicios propuestos............................................................................. 223
6. CADENAS Y ARCHIVOS. .............................................................................. 224
6.1 OBJETIVO ................................................................................................ 224
6.2 CADENAS................................................................................................. 224
Ejercicio 6.1 CONCATENACIÓN, CONVERSIÓN Y BÚSQUEDA.................. 238
EJERCICIO 6.2 DATOS DE UN MEDIDOR................................................... 240
6.3 ARCHIVOS ............................................................................................... 243
Funciones ...................................................................................................... 244
6.3.1 Escribir Datos en un Archivo ............................................................. 249
Ejercicio 6.3 guardar datos en un archivo ascii............................................... 249
Ejercicio 6.4 CONSTRUIR UN ARCHIVO TIPO TAB DELIMITER.................. 251
6.3.2 Leer un archivo................................................................................... 254
Ejercicio 6.5 RECUPERACION DE DATOS DE UN ARCHIVO ASCII............ 254
Ejercicio 6.6 ESCRIBIR UN ARCHIVO BINARIO............................................ 256
Ejercicio 6.7 RECUPERACIÓN DE datos de UN ARCHIVO BINARIO ........... 258
6.4 Funciones de alto nivel para el manejo de archivos.................................. 259
6.5 Ejercicios propuestos ................................................................................ 261
1. AMBIENTE DE DESARROLLO DE LabVIEW.
1.1 OBJETIVO
Estudiar los conceptos fundamentales, la terminología empleada y los métodos
básicos de utilización del sistema de desarrollo LabVIEW.
1.2 DESCRIPCIÓN
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) es un
sistema de desarrollo basado en programación gráfica orientado a desarrollar
aplicaciones para instrumentación que integra una serie de librerías para
comunicación con instrumentos electrónicos como GPIB, RS232 o RS485 con
tarjetas de adquisición de datos, sistemas de adquisición y acondicionamiento
como VXI o SCXI, comunicaciones en redes TCP/IP, UDP, o en los estándares de
software COM, OLE, DDE, DLL o ActiveX para Windows, así como AppleEvents
para MacOS o PIPE para UNIX.
Los programas realizados en LabVIEW se llaman instrumentos virtuales “VIs”, ya
que tienen la apariencia de los instrumentos reales, sin embargo, poseen
analogías
con
convencionales.
funciones
provenientes
de
lenguajes
de
programación
6
Las principales características de los VIs se pueden describir como:
Los VIs contienen una interface interactiva de usuario, la cual se llama panel
frontal, ya que simula el panel de un instrumento físico. Se puede entrar datos
usando el teclado o el ratón y tener una visualización de los resultados en la
pantalla del computador. El Panel Frontal es la interface hombre-máquina de un
VI.
Los VIs reciben instrucciones de un diagrama de bloques construido en lenguaje G
el cual suministra una solución gráfica a un problema de programación. El
diagrama de bloques es el código fuente de un VI.
Los VIs usan una estructura hereditaria y modular que permite realizar programas
por niveles o hacer programas con otros programas o subprogramas. Un VI
contenido en otro VI es denominado subVI. Todo VI se puede convertir en subVI
sin ningún tipo de cambio en su estructura.
Con estas características LabVIEW permite dividir un programa en una serie de
tareas las cuales son divisibles nuevamente hasta que una aplicación complicada
se convierte en una serie de subtareas simples. Todos los anteriores conceptos
están de acuerdo con las concepciones modernas de la programación modular.
Además LabVIEW puede ser usado con poca experiencia en programación pues
utiliza metodologías familiares a técnicos, ingenieros, doctores y la comunidad
científica en general.
Cada VI de LabVIEW cuenta con dos interfaces: panel frontal y diagrama de
bloques. Éstas cuentan con paletas que contienen los objetos necesarios para
implementar y desarrollar tareas. La figura 1.1. muestra estas interfaces dentro de
un entorno Windows.
Facultad de Ingeniería Eléctrica, Universidad Tecnológica de Pereira
7
Figura 1.1. Interfaces de un VI.
1.3 PANEL FRONTAL
Es la interface gráfica que simula el panel de un instrumento real, permite la
entrada y salida de datos, puede contener pulsadores, perillas, botones, gráficos y
en general controles e indicadores. Figura 1.2.
Los controles son objetos que sirven para entrar datos al programa y pueden ser
manipulados por el usuario. Los controles son variables de entrada.
Los indicadores sirven para presentar los resultados entregados por el programa y
no pueden ser manipulados por el usuario.
salida.
Los indicadores son variables de
8
Figura 1.2. Panel Frontal de una aplicación.
1.4 DIAGRAMA DE BLOQUES
El diagrama de bloques contiene el código fuente gráfico del VI, posee funciones y
estructuras que relacionan las entradas con las salidas creadas en el panel frontal.
En un diagrama se distinguen: Terminales, que representan los controles e
indicadores del panel.
Funciones y SubVIs, que realizan tareas específicas.
Estructuras y Cables que determinan el flujo de los datos en el programa. En
general, cualquiera de estas partes del diagrama de un VI se denomina NODO.
El diagrama de bloques de la figura 1.3 muestra el código fuente correspondiente
al panel de la figura 1.2.
9
Figura 1.3. Diagrama de Bloques de una aplicación.
1.5 PALETA DE HERRAMIENTAS
Contiene las herramientas necesarias para editar y depurar los objetos tanto del
panel frontal como del diagrama de bloques. Figura 1.4.
Figura 1.4. Paleta de Herramientas.
Operación
Asigna valores a los controles del panel frontal, se encuentra
10
disponible cuando se corre y edita la aplicación. Cuando edita
objetos basados en texto o números, cambia el icono del
puntero por el que se muestra.
Posición
Selecciona, mueve y redimensiona objetos.
La herramienta
cambia el icono del puntero cuando pasa por encima de objetos
que pueden modificar su tamaño.
Etiquetado
Crea y edita textos tanto en el panel frontal como en el
diagrama de bloques. El icono del puntero asociado a esta
herramienta es el que se muestra.
Cableado
Se utiliza para generar la estructura lógica de eventos mediante
la conexión de los terminales de cada objeto.
Los cables
determinan el flujo de los datos.
Menú desplegable
Permite obtener el menú de opciones de un objeto.
Esta
misma función se puede realizar haciendo un clic derecho del
ratón sobre el objeto.
Desplazamiento
Mueve todos los objetos dentro de la ventana activa.
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Punto de quiebre
Detiene la ejecución del programa en el punto del diagrama
donde se ponga. Se utiliza con fines de depuración.
Punto de prueba
Se pone sobre algún cable de conexión para verificar de forma
temporal el valor que fluye a través de éste.
Capturar color
Obtiene el color del objeto que se señale.
Colorear
Cambia los colores de objetos y fondos.
1.6 PALETA DE CONTROLES
Se utiliza únicamente en el panel frontal y contiene los objetos necesarios para
crear una interface de entrada y salida de datos (controles e indicadores).
Esta paleta se obtiene de la barra de menús con la opción Window>>Show
Controls Palette, o haciendo clic derecho sobre el panel frontal. La paleta de
controles se muestra en la figura 1.5.
12
Figura 1.5. Paleta de Controles.
Existen submenús correspondientes a toolkits que sólo aparecen cuando se han
instalado.
Los toolkits son herramientas adicionales de software con fines
específicos y especializados que se suministran como productos por separado.
Cada submenú de la paleta contiene controles e indicadores respectivos de una
clase de objetos.
importantes:
Por ejemplo, la figura 1.5b muestra los submenús más
13
Controles e Indicadores Booleanos
Controles e Indicadores Numéricos.
Controles e Indicadores String y Path.
Gráficas.
Controles e Indicadores
Array&Cluster.
Controles de Diálogo.
14
Figura 1.5b. Submenús de la paleta de controles.
En la parte superior de las paletas hay tres herramientas como se muestra en la
figura 1.6 que de izquierda a derecha sirven para: subir un nivel de submenú,
buscar una función en la paleta y personalizar el contenido de la paleta
respectivamente.
Figura 1.6. Herramientas de las paletas y submenús.
1.7 PALETA DE FUNCIONES
Se usa únicamente en el diagrama de bloques y contiene todos los objetos para
crear y editar el código fuente.
Esta paleta se obtiene de la barra de menús con la opción Window>>Show
Functions Palette, o haciendo clic derecho en el diagrama.
La paleta de
controles se muestra en la figura 1.7.
Esta paleta también puede ser personalizada haciendo uso de la herramienta
mostrada en la figura 1.6.
Además, los submenús correspondientes a los toolkits no estarán presentes hasta
que se hayan adquirido e instalado.
Figura 1.7. Paleta de Funciones.
Cada submenú de la paleta contiene funciones para distintas tareas.
La figura 1.7b muestra los submenús más importantes:
Estructuras.
15
16
Funciones para Clusters.
Funciones Booleanas.
Funciones de Cadena.
Funciones de Arreglos.
Funciones Numéricas.
17
Comunicaciones.
Funciones de Comparación.
Adquisición de Datos.
Funciones de Archivo.
Control de Instrumentos.
Funciones para Gráficos 3D, Polares,
Imágenes y Sonido.
18
Funciones Avanzadas.
Matemáticas.
Figura 1.7b. Submenús de la paleta de funciones.
1.8 BARRAS DE LABVIEW
1.8.1 Barra de Menús
La barra de menús que presenta LabVIEW en la parte superior de un VI contiene
diversos menús desplegables que cumplen diferentes funciones:
Figura 1.8. Barra de menús.
Menú File: Contiene entre otras las opciones convencionales del ambiente
Windows (abrir, cerrar, guardar, imprimir, salir).
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Crea un nuevo VI
Crear un nuevo componente de LabVIEW
Abre un VI existente
Cierra la ventana activa
Cierra todas las ventanas
Guarda el VI activo
Guarda el VI activo con otro nombre
Guarda todos los VIs abiertos
Guarda el VI activo con opciones
Devuelve un VI a la última versión guardada
Configura la página para impresión
Ejecuta el asistente para impresión
Imprime la ventana activa
Abre las propiedades del VI activo
Muestra un menú con los VIs abiertos recientemente
Sale de LabVIEW
Figura 1.9. Menú FILE.
Menú Edit: Permite realizar las acciones de edición como copiar, cortar, pegar,
deshacer, rehacer, borrar, importar y manipular componentes de LabVIEW.
Deshace las últimas acciones
Rehace las acciones deshechas
Corta los objetos seleccionados y los envía al portapapeles
Copia los objetos seleccionados y los envía al portapapeles
Pega el contenido del portapapeles en la ventana activa
Borra los objetos seleccionados
Ejecuta el asistente de búsqueda de objetos y componentes
Muestra los resultados de la búsqueda
Ejecuta el editor de controles e indicadores
Escala los objetos al redimensionar el panel frontal
Permite definir el orden de los objetos del panel frontal
Pone en el portapapeles un archivo gráfico.
Remueve los cables con errores
Crea un subVI del diagrama de bloques seleccionado
Permite crear un menú personalizado para el VI activo
Figura 1.10. Menú EDIT.
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Menú Operate: Contiene las opciones necesarias para controlar la operación de
los VIs.
Ejecuta el VI activo
Aborta la ejecución del VI activo
Suspende la ejecución de un VI cuando es invocado
Imprime el panel frontal cuando el VI se termina de ejecutar
Genera un registro cuando el VI se termina de ejecutar
Muestra las opciones del generador de registros
Predetermina los valores actuales de los objetos
Hace que los objetos regresen a su valor predeterminado
Conmuta entre los modos edición y ejecución
Figura 1.11. Menú OPERATE.
Menú Tools: Contiene herramientas para la configuración de LabVIEW, de los
proyectos y de los SubVIs.
Accede al Explorador de componentes de NI
Permite buscar o importar drivers para instrumentos
Configura los canales y ejecuta el asistente de soluciones
Compara el código y la jerarquías de VIs
Accede las funciones de control de código fuente
Permite documentar los cambios del VI activo
Permite cambiar el nombre de usuario actual de LabVIEW
Ejecuta las opciones de compilación
Accede al explorador de librerías de VIs
Edita o crea una librería de VIs LLB
Navegador de Bases de Datos del SQL toolkit
Diseñador para control difuso del FuzzyLogic toolkit
Herramientas del Internet toolkit
Herramientas de publicación en Web
Herramientas Avanzadas de LabVIEW
Accede las opciones de configuración de LabVIEW
Figura 1.12. Menú TOOLS.
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Menú Browse: Contiene opciones que permiten observar aspectos del VI activo y
toda su jerarquía.
Muestra la ventana de Jerarquía de un VI
Muestra una lista de VIs que llaman al VI activo como un subVI
Muestra una lista de los subVIs que componen el VI activo
Muestra una lista de los subVIs del VI activo que no están abiertos
Muestra una lista de tipos definidos del VI activo que no están abiertos
Busca puntos de quiebre en el VI actual
Figura 1.13. Menú BROWSE.
Menú Window: Permite configurar la apariencia de las paletas y ventanas.
Conmuta entre el panel frontal y el diagrama de bloques
Muestra la paleta de funciones en el diagrama o controles en el panel
Muestra la paleta de herramientas
Muestra el contenido del portapapeles
Muestra la lista de errores del VI activo
Arregla las ventanas abiertas a la derecha e izquierda
Arregla las ventanas abiertas arriba y abajo
Maximiza la ventana activa
Muestra una lista de las ventanas abiertas
Figura 1.14. Menú WINDOW.
Menú Help: Presenta la ayuda en línea, los manuales de referencia, la
documentación impresa, los recursos de web, enlaces en Internet y los archivos
de ayuda de cada toolkit instalado.
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Muestra la ventana de ayuda básica de VIs funciones y controles
Fija el contenido de la ventana de ayuda básica
Accede a la documentación electrónica completa de LabVIEW
Carga la versión PDF del conjunto de manuales de LabVIEW
Abre el archivo de ayuda HLP del VI activo
Accede al buscador de ejemplos de LabVIEW
Permite acceder los recursos de web de National Instruments
Muestra la información de referencia de un mensaje de error
Ayuda del toolkit FlexMotion
Ayuda del toolkit de procesamiento de imágenes
Ayuda del toolkit para desarrollo en Internet
Ayuda de los VIs de adquisición de imagen
Ayuda del toolkit SQL
Ayuda del toolkit ValueMotion
Muestra entre otros la versión y el número de serie de LabVIEW
Figura 1.15. Menú HELP.
1.8.2 Barra de Herramientas del Panel Frontal
La barra de herramientas permite la ejecución, depuración y organización de los
VIs.
Esta localizada debajo de la barra de menús y se muestra en la figura 1.16.
Figura 1.16. Barra de herramientas.
Ejecutar
Botón para correr la aplicación, su forma varía de acuerdo al nivel
jerárquico donde se ejecute.
Botón Ejecutar cuando se corre una aplicación a nivel
superior.
Botón Ejecutar cuando se corre una aplicación a nivel inferior
Botón Ejecutar cuando hay problemas con el código que
impiden correr la aplicación. Haciendo clic sobre él se pueden
localizar las causas del problema.
Ejecutar continuamente
Botón para ejecutar la aplicación repetidamente hasta que sea
presionado de nuevo o se presione abortar.
Apariencia del botón cuando un VI se está ejecutando
continuamente.
Abortar ejecución
Aborta la ejecución de una aplicación.
Apariencia del botón Abortar cuando un VI se está
ejecutando.
23
24
Pausar
Botón para pausar la aplicación. Si se presiona nuevamente la
ejecución continuará.
Apariencia del botón Pausar cuando un VI está pausando.
Fuentes
Menú para seleccionar tipos de letra
en objetos y textos.
Alineación
Permite alinear objetos tanto en el panel frontal como en el
diagrama.
Distribución
Permite distribuir uniformemente objetos tanto en el panel frontal
como en el diagrama.
Reorganización
Permite reorganizar la posición de los objetos tanto en el panel
frontal como en el diagrama.
1.8.3 Barra de Herramientas del Diagrama
Esta barra contiene además de los mismos botones de la barra del panel frontal
las herramientas de depuración.
La figura 1.17 muestra la barra de herramientas del diagrama de bloques.
Figura 1.17. Barra de herramientas del diagrama.
Depuración
Botón para observar el flujo de datos en el diagrama de bloques.
Apariencia del botón cuando un VI está en modo de
depuración.
Paro a la entrada
En modo depuración sirve para generar un paro a la entrada de un
nodo.
Paro sobre
En modo depuración sirve para saltar un nodo.
Paro a la salida
En modo depuración sirve para salir de un nodo.
Advertencia
Si está habilitado aparece al lado izquierdo de la barra de
herramientas indicando que existen observaciones al código fuente
pero que no impiden la ejecución del VI.
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Entrar
Botón que aparece cuando se editan textos o números y sirve para
dar entrada a los datos. Esta función se puede cumplir también con la
tecla <INTRO>.
1.9 TÉCNICAS DE CABLEADO
El código fuente de un programa en LabVIEW se define con la interconexión
gráfica de los objetos que lo componen. A continuación se muestra las técnicas
de alambrado para la construcción de un VI.
1. Para comenzar a alambrar entre dos terminales se debe seleccionar la
herramienta de cableado de la paleta de herramientas.
Para enlazar los
objetos del diagrama de bloques se coloca el puntero sobre el origen, cuando
el origen parpadee se hace un clic sobre él, luego se lleva el puntero hasta el
destino y cuando parpadee se hace otro clic sobre él.
Figura 1.18. Objetos cableados.
2. Si se realiza un doble clic sobre el elemento origen sin llegar hasta el elemento
destino el cable será temporal.
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Figura 1.19. Cable temporal.
3. Para cambiar la dirección de un cable mientras se construye se utiliza la barra
espaciadora.
Figura 1.20. Cambio de dirección en cableado.
4. Para remover los cables malos, utilice <control+B>, o seleccione el menú
Edit>>Remove Broken Wires.
5. Para resaltar porciones del cableado:
•
Con un solo clic
Figura 1.21. Selección simple de cableado.
•
28
Con doble clic
Figura 1.22. Selección de un tramo de cableado.
•
Con triple clic
Figura 1.23. Selección de todo un cable.
LabVIEW 6i posee la capacidad de alambrar automáticamente los objetos a
medida que se van colocando, conectando los terminales que mejor concuerden
con el tipo de dato que se este manejando. Se puede activar o desactivar el
alambrado automático utilizando la barra espaciadora mientras se acomodan
objetos en el diagrama.
29
1.10 TÉCNICAS DE EDICIÓN DE DIAGRAMAS
Cada objeto en LabVIEW posee un menú de opción que permite configurar su
funcionamiento facilitando las tareas de edición.
Este menú se puede acceder haciendo clic derecho sobre el objeto, sea un
terminal, una estructura o un subVI, como se muestra en la figura 1.24.
Figura 1.24. Menú de opciones de un subVI.
Además existen métodos abreviados y herramientas para realizar tareas
específicas comunes en la edición de VIs.
Algunas de estos métodos y herramientas son:
1. Cuando se necesite crear una constante, un control o un indicador desde el
diagrama de bloques para un objeto, función o nodo, hacer clic sobre el mismo
y seleccionarlo del menú que se presenta.
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2. Para visualizar la lista de errores cometidos durante la edición del diagrama,
seleccionar el botón List Error que aparece en la barra de menús
reemplazando el botón de ejecución.
3. Para rotar rápidamente entre los elementos de la paleta de herramientas se
puede utilizar la tecla <Tab>.
4. Para rotar entre la herramienta de posición y la herramienta de operación en el
panel frontal, utilizar la barra espaciadora. En el diagrama la barra espaciadora
rota entre la herramienta de posición y la de cableado.
5. Para duplicar objetos usando la herramienta de posición, se debe señalar el
objeto y oprimir la tecla <control> para arrastrarlo hasta el sitio deseado.
6. Para reemplazar un objeto, se hace clic con el botón derecho sobre el mismo y
del menú que aparece seleccionar Replace.
1.11 TÉCNICAS DE NAVEGACIÓN
En la edición de los VIs es necesario localizar objetos como textos, gráficos,
funciones, subVIs entre otros.
Para tal efecto es recomendable utilizar las
siguientes técnicas de navegación:
1. Para encontrar un terminal, un control, una variable local o un atributo de nodo
asociado con un objeto, hacer clic derecho sobre el control y seleccionar Find.
31
Figura 1.25. Opción Find.
2. Para encontrar texto y objetos en memoria, seleccionar Edit>>Find o hacer
<Control + F>.
Figura 1.26. Menú Find.
3. Para abrir un subVI desde la ventana de diagramación, hacer doble clic sobre
él.
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4. Para guardar el trabajo elija la opción del menú File>>Save.
Si no se
especifica una extensión, LabVIEW adicionará “.vi”.
1.12 TIPOS DE CABLES
En lenguaje G, es posible identificar los tipos de datos por la forma, tamaño y color
de sus terminales y cables.
Entre controles e indicadores se pueden manejar datos escalares y arreglos de
una o más dimensiones.
Cuando el dato es escalar, la característica del cableado se muestra en la figura
1.27.
Figura 1.27. Cable con dato escalar.
Se observa la diferencia de contorno entre un indicador y un control.
Cuando los datos pertenecen a un arreglo de una dimensión, el cableado se torna
un poco más grueso.
Figura 1.28. Cable con dato arreglo.
33
Para arreglos bidimensionales, el cable es doble.
Figura 1.29. Cable con arreglo bidimensional.
Cada control e indicador numérico encierra el tipo de dato que tiene asignado. Por
ejemplo DBL significa que es de precisión doble.
El color del cable es indicativo del tipo de dato. Por ejemplo Naranja es para
números de punto flotante, Azul para enteros, Verde para booleanos, Fucsia para
cadenas, etc.
1.13 TIPOS DE DATOS NUMÉRICOS
Al igual que en otros lenguajes de programación los datos numéricos son de
diferentes tipos según su naturaleza y el tamaño que ocupan en memoria.
34
TIPO
COLOR
BITS
RANGO
EXP
REAL-Extendido
Naranja
128
±1.19e+4932
DBL
REAL-Doble
Naranja
64
±1.79e+308
SGL
REAL-Simple
Naranja
32
±3.4e+38
I32
Entero-LONG
Azul
32
±2147483647
I16
Entero-WORD
Azul
16
-32768..+32.67
I8
Entero-BYTE
Azul
8
-128..+127
U32
NATURAL
Azul
32
0..4294’967.295
U16
NATURAL
Azul
16
0..65.535
U8
NATURAL
Azul
8
0..255
COMPLEJO
Naranja
2*128
2*±1.19e+4932
CBD
COMPLEJO
Naranja
2*64
2*±1.79e+308
CSG
COMPLEJO
Naranja
2*32
2*±3.4e+38
CXT
Figura 1.30. Representaciones Numéricas.
1.14 TIPOS DE TERMINALES
Todos los controles e indicadores que sean ubicados en el panel frontal de
LabVIEW generarán un terminal en la ventana de diagramación.
35
Figura 1.31. Terminales.
Los terminales son objetos del diagrama de bloques que representan un control o
un indicador del panel frontal.
Toman el color respectivo de la variable que
manejan. Por medio de ellos se obtienen los datos de los controles y se envían
datos a los indicadores. Un terminal de control se diferencia de uno de indicador
en que los primeros poseen un bordo doble mientras los segundos uno sencillo.
1.15 AYUDAS DE DEPURACIÓN
Cuando se ejecuta un VI es importante visualizar los resultados intermedios que
se están generando. Para conseguir esto se utiliza un nodo de prueba o Probe
que es similar a un indicador pero temporal y en una ventana flotante.
Haciendo clic con el botón derecho sobre el cable y seleccionando Probe, aparece
la ventana como se indica en la figura 1.32.
36
Figura 1.32. Nodo de Prueba.
El número 1 que aparece sobre el cable indica el número de la ventana flotante
Probe, donde se está mostrando temporalmente el dato que pasa por el cable. En
este caso, el dato del indicador llamado “Gráfico”.
1.16 AMBIENTE DE DESARROLLO INTEGRADO DE LABVIEW
En estas páginas se desarrollarán paso por paso actividades orientadas al
entendimiento del IDE (Integrated Development Environment) de LabVIEW y a la
familiarización con la terminología y técnicas de programación del sistema de
desarrollo.
1.16.1 Ejecución de LabVIEW
La ejecución de LabVIEW, depende del sistema operativo en que se esté
trabajando y de la forma en como haya sido instalado.
Generalmente la
instalación permite iniciar el programa de una de las siguientes formas:
37
Windows
De no encontrar un acceso directo a LabVIEW en el escritorio,
95,98,Me,
puede buscarlo en el menú de inicio por:
NT,2000
Programas >> National Instruments >> LabVIEW 6 >> LabVIEW.
MacOS
Debe existir un acceso directo en la “Lanzadera" o “Launcher”. De
68x,
lo contrario se debe buscar el archivo ejecutable LabVIEW en la
PowerPC
carpeta LabVIEW.
SunOS,
Debe ejecutar un ambiente gráfico como openWin o CDE; o de
UNIX,
forma remota con alguna aplicación cliente X.
LINUX,
La ruta por defecto asignada al ejecutable durante la instalación es
HP-UX...
/opt/lv51/LabVIEW
El programa tarda unos segundos en cargar y por defecto comienza su ejecución
con la ventana de inicio que se muestra la figura 1.33.
Esta ventana se puede obviar seleccionando la opción “Do not show this window
when launching”, que aparece en ella misma.
38
Figura 1.33. Ventana de inicio de LabVIEW.
Las opciones de esta ventana de inicio son:
New VI
Permite crear un nuevo VI. Si se hace clic en su menú desplegable
permite crear algún otro nuevo componente de LabVIEW.
Open VI
Abre un VI o un componente ya existente. Su menú desplegable
muestra una lista de los componentes abiertos recientemente.
DAQ
Permite acceder a la configuración de canales o al asistente de
Solutions
soluciones de adquisición de datos.
Search
Permite buscar ejemplos tanto en la base de datos instalada como
Examples
en los recursos disponibles en Internet.
LabVIEW
Tutorial en línea de LabVIEW.
Tutorial
Exit
39
Salir de LabVIEW
El recuadro Quick Tip, muestra sugerencias cortas de gran utilidad en el
desarrollo de aplicaciones. Para mostrar otras sugerencias se debe presionar
NEXT.
Durante la ejecución de LabVIEW se puede regresar a esta ventana cuando se
cierra todos los VIs. Aquí la ventana de inicio podrá ser configurada en modo
corto o largo como se muestra en la figura 1.34.
Figura 1.34. Modos corto y largo de la ventana de inicio.
1.16.2 Paletas y ventanas de LabVIEW
La paleta de controles aparece únicamente en el panel frontal. Para su llamado
existen dos formas:
Paleta Flotante
Haciendo clic derecho en algún lugar del panel frontal.
Ventana
Utilizando el menú Window>>Show Controls Palette.
40
Las paletas flotantes desaparecen al hacer un clic en cualquier parte o al
seleccionar uno de sus objetos.
Si se desea convertir la paleta flotante en ventana se hace clic sobre la tachuela
que aparece en la esquina superior izquierda.
Esto es también válido para la paleta de funciones que se obtiene únicamente en
la ventana de diagramación.
Figura 1.35. Paleta de controles flotante y como ventana.
Para cambiar rápidamente entre las ventanas de diagrama y de panel frontal
existen varias técnicas.
Menús
En el panel frontal se escoge el menú:
Window>>Show Diagram.
Teclado
<CONTROL> + E
Ventanas
41
Utilizando el método de Windows para cambio de
ventanas <ALT> + <TAB>.
Barra de Tareas
Directamente
haciendo
clic
en
la
ventana
correspondiente de la barra de tareas de Windows.
La paleta de herramientas es común a las dos ventanas y se puede obtener de
dos formas:
Ventana
En el menú Window>>Show Tools Palette.
Paleta flotante
Con el método <SHIFT> + <clic derecho>
1.16.3 Ubicación de los objetos
Dentro de las paletas de controles y funciones existen submenús que pueden
contener objetos u otros submenús.
Para tomar un objeto basta con hacer un clic sobre él en la paleta correspondiente
y luego otro clic en el lugar del panel o del diagrama donde se desee colocar.
Este procedimiento se puede observar en la secuencia de figuras 1.36, 1.37 y
1.38.
Figura 1.36. Clic sobre el objeto en la paleta de controles.
Figura 1.37. Otro clic en el lugar del panel deseado.
42
43
Al hacer un nuevo clic el objeto habilita automáticamente la opción de colocar una
etiqueta o nombre que lo identifique. Es posible escribir una etiqueta para el
objeto o dejar que LabVIEW la asigne por defecto.
Figura 1.38. Objeto puesto y etiquetado.
A este control le corresponde un terminal en el diagrama de bloques como se
observa en la figura 1.39.
Figura 1.39. Terminal.
La ubicación de objetos en el diagrama tomados de la paleta de funciones es igual
a la del panel frontal.
Esto se observa en la secuencia de figuras 1.40 a 1.42.
Figura 1.40. Clic sobre el objeto Multiplicación.
Figura 1.41. Función en el lugar deseado.
Figura 1.42. Objeto puesto y listo para cablear.
44
45
Este es el momento para utilizar las técnicas de cableado ya expuestas. Con la
herramienta de cableado, se hace un clic en el punto de origen y luego otro clic en
el punto de destino. La figura 1.43 muestra la secuencia de cableado.
Figura 1.43. Secuencia de cableado.
En el diagrama de bloques es posible crear directamente constantes, controles e
indicadores a partir de las funciones que requieren entradas y salidas.
Este
procedimiento se muestra en la figura 1.44.
Figura 1.44. Creación de una constante.
Para editar el valor de la constante se utiliza la herramienta de texto y se hace
doble clic sobre el texto o número a editar.
numérico se observa en la figura 1.45.
La secuencia de edición de un valor
46
Figura 1.45. Edición de valores numéricos.
Para introducir texto es conveniente utilizar el botón enter (Figura 1.46) que se
ubica a la izquierda de la barra de herramientas. La función de este botón puede
ser cumplida también con la tecla <INTRO> del teclado numérico extendido.
Recuérdese que <INTRO> es diferente de <ENTER> que está en el teclado
convencional, aunque en muchos programas y tareas de Windows se pueden usar
indistintamente.
En LabVIEW <INTRO> y <ENTER> son equivalentes sólo
cuando se usan para entrar datos de variables numéricas y de ruta (path).
Figura 1.46. Entrada de texto.
El anterior procedimiento es también válido para crear controles e indicadores. El
nuevo terminal tendrá su respectivo indicador en el panel frontal. Figura 1.47.
47
Figura 1.47. Creación de un indicador.
Cuando un control o indicador ha sido creado desde el panel su etiqueta será la
que corresponda a la entrada o salida con la que se creó.
1.16.4 Edición de objetos del panel
Para asignar un rótulo a cada objeto se utiliza la herramienta de texto, haciendo
doble clic sobre el rótulo (Label) existente:
La forma convencional de colocar los rótulos es sin embargo hacerlo en el
momento de crear los controles o indicadores.
Si por alguna razón el objeto no posee rótulo se debe seleccionar Visible Items
>> Label del menú del objeto.
48
Figura 1.48. Asignación de un rótulo.
Para cambiar el color del panel o de cualquier objeto se toma la herramienta de
colorear y se aplica color a los objetos que se desee haciendo clic derecho sobre
ellos y seleccionando el color deseado.
Figura 1.49. Edición del color de fondo del panel frontal.
Para editar cualquier texto se debe seleccionar con la herramienta de texto y luego
escoger Font Dialog en el menú de fuentes de la barra de herramientas. Esto
mostrará el menú de la figura 1.50.
49
Figura 1.50. Cuadro de diálogo para edición de fuentes.
Otra forma de editar los tipos de letra es haciendo uso directo del menú de fuentes
de la barra de herramientas.
Figura 1.51. Menú de fuentes en la barra de herramientas.
En este menú se puede modificar el tamaño (Size), el estilo (Style), la alineación
50
(Justify) y el Color (Color) de las fuentes asociadas a cada objeto. Como ejemplo
se han modificado las fuentes para obtener la figura 1.52.
Figura 1.52. Etiquetas en negrita y valores numéricos centrados.
1.16.5 Cambiar el tamaño de los objetos
Para cambiar el tamaño de un objeto se debe acercar la herramienta de posición a
uno de los bordos del objeto y arrastrar el ratón hasta la nueva posición deseada.
La selección de la herramienta de texto se muestra en la figura 1.53.
Cuando el objeto está listo para ser cambiado de tamaño, toma el aspecto que se
puede observar en el objeto “CONTROL 1” en la figura 1.54.
51
Figura 1.53. Herramienta de posición/tamaño/selección.
Figura 1.54. Ubicación en un bordo del objeto.
La figura 1.55 muestra como se debe arrastrar el ratón hasta donde se desee
modificar el tamaño del objeto.
La figura 1.56 muestra la modificación de tamaño realizada sobre los dos objetos
del panel.
Figura 1.55. Arrastre del ratón hasta el nuevo tamaño deseado.
Figura 1.56. Nuevo tamaño de los objetos.
1.16.6 Ejecución de una aplicación
LabVIEW permite ejecutar una aplicación de dos formas.
52
53
RUN: Permite ejecutar la aplicación en modo normal.
RUN CONTINUOSLY: Permite ejecutar la aplicación una y otra vez.
Este último método es utilizado únicamente en el proceso de edición y depuración.
Figura 1.57. Ejecución de un VI.
ABORT EXUCUTION: Aborta la ejecución del programa.
Cuando un VI se ejecuta en modo continuo se puede abortar su ejecución con
ABORT EXUCUTION. Sin embargo, lo más conveniente es cambiar al modo de
ejecución normal presionando de nuevo RUN CONTINUOSLY para que la
ejecución se detenga normalmente.
1.16.7 Guardar un VI
Desde cualquiera de las dos ventanas se puede seleccionar File>>Save.
podrá entonces ver la ventana de la figura 1.58.
Se
54
Figura 1.58. Cuadro de diálogo para guardar un VI.
Dependiendo del sistema operativo, cambiará esta ventana y las condiciones para
asignar nombre a los VIs. No se debe guardar trabajos personales en las carpetas
de instalación de LabVIEW. Se recomienda utilizar otras carpetas para almacenar
el trabajo.
Si no se escribe una extensión al archivo en el momento de guardar, LabVIEW
utilizará VI como extensión por defecto.
Es posible guardar varios VI en un solo archivo. Esto se denomina una librería de
VIs. Para crear una librería de VI se selecciona “New VI Library” de la ventana
guardar. Las librerías de VIs poseen extensión llb.
55
EJERCICIO 1.1 CREACIÓN DE UN NUEVO VI
Consideré la realización de un programa que permita obtener la corriente que
circula a través de un circuito eléctrico resistivo dado, para diferentes valores de
resistencias y alimentación, figura 1.59.
•
En un editor gráfico como paint, haga el siguiente dibujo y guárdelo en un
archivo tipo bmp o wmf del tamaño deseado. También puede copiarlo en el
portapapeles.
Figura 1.59. Circuito propuesto del ejercicio 1.1.
•
Ejecute LabVIEW.
•
Seleccione New VI, para crear un VI nuevo.
•
Pegue el dibujo que realizó en el panel frontal del VI de la siguiente forma:
Si lo copió en el portapapeles debe seleccionar del menú principal Edit>>Paste.
Si tiene el dibujo en un archivo, antes de pegar deberá seleccionar Edit>>Import
Picture from File.
La figura 1.60 muestra el dibujo realizado ya ubicado en el panel frontal de un VI.
56
Figura 1.60. Dibujo en el panel frontal.
•
De la paleta de controles, obtenga un indicador y cuatro controles
numéricos. Póngalos de forma similar al panel de la figura 1.61.
Figura 1.61. Controles e indicadores sobre el dibujo en el panel frontal.
•
Obtenga el valor de I, en función de las demás variables.
57
El valor de I en función de V, R1, R2 y R3, es:
V
R2R3
)
(
R2R3
R2 + R3
+ R1
R2
+
R3
I=
R3
Ecuación 1.1. I en función de las demás variables.
•
Ponga las funciones aritméticas necesarias en el diagrama para lograr
evaluar la función obtenida en la ecuación 1.1. Figura 1.62.
Figura 1.62. Codificación en G de la ecuación 1.1.
•
Ejecute el programa:
En la barra de herramientas aparece el icono de RUN
, que permite ejecutar el
programa una vez.
•
Varíe los valores de las resistencias o de la fuente y observe como cambia
la respuesta “I” cada vez que corre el programa.
•
58
Corra continuamente el programa utilizando RUN CONTINUOSLY
.
Correr continuamente el programa permitirá observar como cambia la salida a
medida que se realicen cambios en la entrada.
•
Presione nuevamente RUN CONTINUOSLY
•
En el diagrama de bloques presione Highlight Execution
programa utilizando RUN
para detener la ejecución.
y corra el
.
Esto permitirá que observe una animación de cómo fluyen los datos durante la
ejecución del VI.
Ahora se desea reemplazar la fuente de voltaje DC por una de AC y las
resistencias por impedancias.
Para hacer un análisis en régimen permanente del nuevo circuito se deben
reemplazan los números reales por números complejos.
Esto se permite mediante el cambio de representación de cada control e indicador,
haciendo clic con el botón derecho del ratón en cada uno y seleccionando la
opción Representation>>CDB del menú de cada objeto.
La figura 1.63 muestra el menú de un control y la forma de cambiar su
representación.
59
Figura 1.63. Cambio de representación del control R1.
Una vez realizados todos los cambios se podrá observar el panel de la figura 1.64.
Figura 1.64. Indicadores y controles complejos.
60
La única diferencia en el diagrama de bloques es la representación de los
terminales. Figura 1.65.
Este cambio se hace automáticamente al cambiar la representación de los
controles e indicadores en el panel frontal.
Figura 1.65. Diagrama con terminales complejos.
No es necesario hacer ninguna modificación para que el programa opere con
números complejos.
Esto se debe a las características de polimorfismo y
sobrecarga de las funciones de LabVIEW.
Para obtener más información acerca de las funciones, como por ejemplo la forma
de operación y las características de polimorfismo y sobrecarga se puede utilizar
la ventana de ayuda.
La ventana de ayuda se obtiene con el método de teclado <CONTROL + H> y
tiene la apariencia de la figura 1.66.
Esta ventana mostrará ayuda acerca de la función sobre la que se encuentre el
cursor en cada instante.
Figura 1.66. Ventana de ayuda.
•
Corra el programa de nuevo y observe los resultados.
•
Guarde el VI en su carpeta de trabajo y ciérrelo.
FIN EJERCICIO 1.1
61
62
1.17 EJERCICIOS PROPUESTOS
1) Crear un panel de control idéntico al de la figura 1.67.
Figura 1.67. Ejercicio propuesto 1.
2) Hacer un programa en LabVIEW que evalúe la función y = 3x2 + 4x - 9 en
cualquier valor de x.
3) Codificar en G la expresión booleana S = AB.CD + AB.CD + ADBC + AC.BD .
4) Crear un VI que genere un número aleatorio entre 1 y 100.
2. ESTRUCTURAS.
2.1 OBJETIVO
Estudiar las estructuras de programación utilizadas por LabVIEW para definir
secuencias, decisiones y ciclos. Además, estudiar el nodo de fórmula del lenguaje
G.
2.2 DESCRIPCIÓN
Una estructura en general es un nodo que controla el flujo de los datos de un
programa en G. LabVIEW cuenta, en orden, con las siguientes estructuras.
1.
2.
3.
4.
5.
Sequence.
Case.
For Loop.
While Loop.
Formula Node.
Las estructuras se encuentran en la paleta de funciones como se muestra en la
figura 2.1.
64
Figura 2.1. Estructuras.
Para efectos de estudio se comenzará con las estructuras cíclicas que son While
Loop y For Loop.
2.3 ESTRUCTURA “WHILE LOOP”
La estructura While Loop es un ciclo que repite el subdiagrama que contiene hasta
que una condición determinada se cumpla. En G está representada por el marco
que se muestra en la figura 2.2.
Figura 2.2. Estructura While Loop.
65
Por defecto las instrucciones contenidas en el ciclo se repetirán mientras que al
terminal de condición llegue un valor verdadero. Si se desea cambiar la lógica del
terminal de condición, es decir, que el ciclo se repita mientras que a este llegue un
valor falso, basta con hacer clic derecho en dicho terminal y seleccionar la opción
Stop If True como se muestra en la figura 2.3. Si el terminal de condición no se
cablea, el VI no se podrá ejecutar.
Figura 2.3. Terminal de condición de la estructura While Loop.
El terminal de iteración determina el número de veces que se ha ejecutado el ciclo
y puede ser utilizado para visualización o para alguna operación dentro de la
estructura.
Este terminal varía desde 0 hasta N-1 donde N es el número de
iteraciones realizadas por el ciclo.
La estructura While Loop del lenguaje G es equivalente a DO..WHILE en C/C++ o
a REPEAT..UNTIL en Pascal.
66
Se debe tener en cuenta que el subdiagrama contenido en la estructura While
Loop se ejecutará por lo menos una vez.
EJERCICIO 2.1 SIMULACIÓN DE LA LECTURA DE UNA TEMPERATURA
La figura 2.4 muestra el panel frontal y el diagrama de bloques para una
simulación simple de la lectura de una temperatura.
Figura 2.4. Simulación de lectura de temperatura.
El programa se ejecutará hasta que el usuario presione el botón de paro.
Como se desea que el ciclo se detenga sólo cuando se presione el botón de paro,
entonces se debe cambiar la lógica por defecto del terminal de condición.
El subVI que simula la lectura de temperatura se encuentra en la paleta de
funciones en el submenú Tutorial y se llama “Digital Thermometer.vi”.
67
Si se desea agregar una espera para el VI no se ejecute tan rápido, se puede
utilizar la función Wait, que se encuentra en la paleta de funciones en el submenú
Time&Dialog. Esta función produce la espera especificada en milisegundos.
La figura 2.5 muestra su utilización en el diagrama para lograr una espera de 250
milisegundos en cada iteración.
Figura 2.5. Función Wait en un ciclo.
Una forma fácil de obtener una gráfica de los valores de temperatura leídos por el
subVI de simulación, es con el indicador “Waveform chart” localizado en la paleta
de controles en el submenú Graph como se muestra en la figura 2.6.
Figura 2.6. Waveform Chart.
68
El estudio detallado de este graficador será realizará más adelante. Por ahora
basta decir que este control permite acumular datos escalares y graficarlos.
Reemplazando el termómetro en el panel de la figura 2.4 por la gráfica se obtiene
el panel de la figura 2.7.
Figura 2.7. Gráfica de datos de temperatura.
El diagrama conserva el mismo aspecto ya que el terminal para la gráfica es igual
al del termómetro.
FIN EJERCICIO 2.1
69
EJERCICIO 2.2 GENERACIÓN DE UNA ONDA SENO
Se desea generar continuamente una onda seno y verla en un graficador Chart
hasta que se presione el botón de paro.
Las figuras 2.8 y 2.9 muestran el panel frontal y el diagrama de esta aplicación.
Figura 2.8. Panel frontal para generar onda seno.
Figura 2.9. Diagrama para generar onda seno.
70
La función seno tomada de la paleta de funciones numéricas recibe el argumento
en radianes, por tanto, el terminal de iteraciones utilizado para generar un punto
cada grado debió ser multiplicado por π/180.
La velocidad con que se genera los datos es controlada por la función Wait.
FIN EJERCICIO 2.2
71
2.4 ESTRUCTURA “FOR LOOP”
La estructura For Loop es un ciclo que repite el subdiagrama que contiene un
número definido de veces. En G está representada por el marco que se muestra
en la figura 2.10.
Figura 2.10. Estructura For Loop.
El terminal de iteración indica el número de veces que se ha ejecutado el ciclo.
Varía desde 0 hasta N-1 donde N es el número total de iteraciones que realiza el
ciclo.
El control de iteraciones contiene el número de veces que se ejecutará el
subdiagrama contenido en el ciclo.
En C/C++ es análogo a
for(i=0, i<N, i++).
{
}
end
72
EJERCICIO 2.3 GRÁFICA DE 100 NÚMEROS ALEATORIOS ENTRE 10 Y 50
Como se conoce el número exacto de veces que se debe repetir la tarea se utiliza
una estructura For Loop.
La función random genera un número aleatorio entre 0 y 1. Por tanto se debe
ajustar su rango al solicitado. Una forma fácil de hacerlo es multiplicar el número
generado por 40 y sumarle 10. En general si el rango solicitado es [a,b] entonces
el número aleatorio es N = R(b-a)+a, donde R es la salida de la función random.
Para graficar los 100 números generados se utiliza una gráfica Chart.
La figura 2.11 muestra el panel y el diagrama que dan solución a este ejercicio.
Figura 2.11. Gráfica de 100 números aleatorios.
De nuevo, si se desea que el VI se ejecute más lento, se debe adicionar la función
Wait.
FIN EJERCICIO 2.3
73
Es muy frecuente que en las estructuras While Loop y For Loop sea necesario
pasar datos entre iteraciones. Para ello se utilizan los “shift registers”.
Éstos se encuentran en el menú de las estructuras y se obtienen como se muestra
en la figura 2.12.
Figura 2.12. Adición de un Shift register.
Los “shift registers” o registros de desplazamiento están formados por un par de
terminales que se adaptan a cualquier tipo de dato y que están localizados a cada
lado de los bordes de la estructura como se muestra en la figura 2.13.
Figura 2.13. Localización de un registro de desplazamiento.
La secuencia de comportamiento de un registro de desplazamiento se muestra en
la figura 2.14.
74
Figura 2.14. Comportamiento de un registro de desplazamiento.
El terminal derecho almacena el dato una vez concluya la iteración y le entrega el
dato al terminal de la izquierda para que sea utilizado en la próxima iteración.
En la primera iteración el sistema podría tomar un número no deseado, por tanto
se debe inicializar, desde afuera, con un valor conveniente del mismo tipo de la
variable utilizada.
EJERCICIO 2.4 SUMAR LOS NÚMEROS ENTEROS ENTRE 1 Y 100
Este ejercicio busca encontrar un valor S = 1 + 2 + 3 +...+ 98 +99 +100.
Para realizar esta suma se utiliza una estructura For Loop.
75
Figura 2.15. Sumatoria de 1 a 100.
Como el terminal de iteración comienza desde 0, se debe realizar 101 iteraciones
para que el último número de la sumatoria sea el 100.
Esto significa que en realidad la suma realizada por este ejercicio es:
S = 0 + 1 + 2 + 3 +...+ 98 +99 +100
Lo que no afecta el resultado deseado.
FIN EJERCICIO 2.4
76
Para poder tener acceso a iteraciones anteriores se debe adicionar elementos al
registro de desplazamiento. Para adicionarlos, se hace clic derecho sobre uno de
los terminales y se selecciona Add Element, como se muestra en la figura 2.16.
Figura 2.16. Adición de elementos al registro de desplazamiento.
El comportamiento del registro de desplazamiento con elementos adicionados se
ilustra en la figura 2.17.
Figura 2.17. Comportamiento de elementos en los registros de desplazamiento.
Todos los elementos que se adicionen al registro de desplazamiento también
deben ser inicializados, de lo contrario se correrá el riesgo de tener valores no
deseados.
77
EJERCICIO 2.5 PROMEDIAR LOS ÚLTIMOS DOS DATOS ALEATORIOS
Para el ejercicio 2.3, se requiere calcular el promedio de los últimos 2 datos
aleatorios que se han generado.
Figura 2.18. Promedio de últimos 2 datos generados.
Se han sumado y dividido por 2 los datos correspondientes a las últimas dos
iteraciones.
FIN EJERCICIO 2.5
78
2.5 ESTRUCTURA “SEQUENCE”
La estructura sequence tiene la apariencia de la figura 2.19 y permite ejecutar
varios subdiagramas de manera ordenada y controlada por el programador. En
los lenguajes de programación convencionales basados en código de líneas no se
requiere y por lo tanto no existe una estructura análoga.
Esta estructura posee varios subdiagramas denominados “frames” que se
ejecutan en estricto orden y sólo es visible uno a la vez.
Figura 2.19. Apariencia de estructuras sequence.
En la parte superior del marco de cada estructura se encuentra el identificador de
diagrama que es utilizado para navegar entre frames. Ver la figura 2.20.
Figura 2.20. Identificador de diagrama.
79
Por defecto la estructura sequence posee un solo frame y no tiene identificador de
diagrama. Para adicionar, borrar, mover o duplicar frames se puede acceder al
menú de la estructura desde alguno de sus lados. Ver figura 2.21.
Figura 2.21. Menú de la estructura sequence.
En este menú es posible seleccionar alguna de las siguientes opciones:
Add Sequence Local: Utilizado para pasar un dato desde un frame a otro
posterior. Esta opción genera un terminal en el borde de la
estructura como en la figura 2.22.
Add Frame After:
Adiciona un frame después del actual.
Add Frame Before:
Adiciona un frame antes del actual.
Duplicate Frame:
Genera una copia exacta del frame actual en un nuevo
frame.
Delete Frame:
Elimina el frame actual.
Sólo se habilita cuando la
secuencia posee dos o más frames.
Remove Sequence:
Se utiliza para remover la estructura sequence.
Este
procedimiento eliminará todos los objetos de los frames que
no estén visibles.
80
Figura 2.22. Elementos de la estructura SEQUENCE.
EJERCICIO 2.6 MEDIR EL TIEMPO QUE EL PC TARDA EN GENERAR 10000
DATOS ALEATORIOS
Para la solución de este ejercicio se utiliza una sola estructura sequence con tres
frames como se enseña en la figura 2.23.
81
Figura 2.23. Frames 0, 1 y 2.
En el frame cero es necesario tomar un tiempo de referencia y enviarlo al frame
dos donde se tomará un nuevo valor para restarle el tomado en el frame cero.
Esta diferencia será el tiempo que tomó el computador en realizar la tarea.
La función Tick Count se encuentra en la paleta de funciones en el
submenú Time&Dialog y devuelve un valor de tiempo en milisegundos
contados a partir de un instante de referencia no controlable por el
usuario. El valor devuelto por esta función es U32, por lo tanto se debe
tener cuidado al usarla porque saltará de 2^32-1 a 0.
Nótese que el dato entregado por la función tick count en el frame cero es enviado
al frame uno a través de una secuencia local.
82
Para poder utilizar un dato después de la ejecución de la estructura basta con
alambrarlo a una de las paredes como se puede ver en la figura 2.24.
Figura 2.24. Salida de datos de un sequence.
El paso de un dato entre la parte interna y externa de una estructura se denomina
túnel y puede ser de entrada o de salida dependiendo del sentido del flujo de los
datos.
FIN EJERCICIO 2.6
83
2.6 ESTRUCTURA “CASE”
La estructura Case posee varios subdiagramas denominados casos (cases) de los
cuales sólo se ejecuta uno.
Esta estructura tiene la apariencia de la figura 2.25.
Figura 2.25. Estructura case.
Al igual que en la estructura sequence sólo es visible un subdiagrama a la vez.
Esta estructura es una fusión de las estructuras IF y CASE o SWITCH de los
lenguajes de programación convencionales.
IF (condición) {
caso CIERTO
}
ELSE {
caso FALSO
Figura 2.26. Case booleano en LabVIEW.
}
84
Dependiendo del tipo de variable asociada al terminal de selección la estructura se
comportará como un IF o como un CASE. Si el valor cableado es booleano la
estructura tendrá dos casos FALSE y TRUE, pero si es numérico o cadena la
estructura podrá tener desde 2 hasta 216-1 casos.
Figura 2.27. Case numérico en LabVIEW.
switch (variable) {
case constante1:
{ caso1 }
break;
case constante2:
{ caso2 }
break;
.
.
default:
{ casoX defecto }
}
La estructura CASE también posee un menú que se obtiene haciendo clic derecho
sobre uno de sus bordes. En este menú se encuentra opciones como adicionar,
eliminar, duplicar, mover y organizar casos.
Figura 2.28. Menú de la estructura case.
85
Cuando la variable de selección no es booleana LabVIEW exige que alguno de los
casos de la estructura case sea definido como el caso por defecto.
Figura 2.29. Caso declarado por defecto.
EJERCICIO 2.7 MENÚ DE OPCIONES
A partir de dos entradas numéricas y un control tipo menú con las opciones suma,
resta, multiplicación y división, se busca generar una salida que enseñe su
resultado.
En el Panel Frontal:
Para resolver este ejercicio es necesario utilizar un control tipo menú, que son
comúnmente utilizados para seleccionar una opción entre varias posibles.
Los controles tipo menu ring se encuentran en la paleta de controles en el
submenú Ring&Enum y son de tipo numérico U16. Para editar un control de menú
se debe tomar la herramienta de texto.
86
Figura 2.30. Selección y edición de un control menu ring.
El control menu ring posee también un menú al que se accede haciendo clic
derecho sobre éste.
En él se pueden seleccionar acciones como adicionar,
remover o deshabilitar ítems. El menú de este control se muestra en la figura
2.31.
Figura 2.31. Menú del control menu ring.
87
Se adicionan los ítems Sumar, Restar, Multiplicar y Dividir. El aspecto del control
menu ring desplegado se muestra en la figura 2.32.
Figura 2.32. Menú desplegado.
De acuerdo con la figura 2.32 este control tomará el valor de 0 cuando se
seleccione SUMAR, 1 para RESTAR, 2 para MULTIPLICAR y 3 para DIVIDIR.
Ahora se puede crear los otros elementos.
Dos controles numéricos y un
indicador numérico.
El panel frontal terminado se muestra en la figura 2.33.
Figura 2.33. Panel frontal completo.
En el diagrama de bloques:
El terminal del control de menú se utilizará para cablear el terminal de selección de
una estructura case como se muestra en la figura 2.34.
88
Figura 2.34. Estructura Case controlado por un menu ring.
Como el control posee 4 posibles opciones, se debe adicionar los casos 2 y 3. El
caso 0 será el caso por defecto.
Figura 2.35. Adición de casos.
89
Ahora se debe colocar las funciones en los respectivos casos, por ejemplo, la
función suma en el subdiagrama del caso cero, la resta en el uno y así
sucesivamente.
Figura 2.36. Subdiagrama cero.
Los datos en todos los túneles de entrada y en el terminal de selección pueden ser
accedidos por todos los subdiagramas de casos.
Para que un túnel de salida este completo se le debe alimentar desde todos los
casos que posea la estructura. La figura 2.37 muestra dos túneles de salida en
una misma estructura case uno de los cuales no está completo.
Figura 2.37. Túneles de salida de un case.
90
Observe en la figura 2.37 que aún existe un túnel de salida incompleto. Esto
significa que en alguno o en varios de los casos no visibles aún éste no ha sido
alimentado. Esto se ve por ejemplo en la figura 2.38.
Figura 2.38. Caso 1 con túnel incompleto.
Se debe tener cuidado al completar los túneles, pues frecuentemente sucede que
el cableado no se realiza exactamente sobre el túnel sino que se generan túneles
nuevos que podrían estar superpuestos y aparentar ser uno sólo.
Se recomienda asegurarse que el túnel al que cablea sea el correcto.
técnicas de cableado en el capítulo uno.
La figura 2.39 muestra el caso 3 con el túnel ya completo.
Ver
91
Figura 2.39. Caso 3 con túnel de salida completado.
Por último, se debe recordar que el programa debe correr por si mismo sin la
ayuda del botón de correr continuamente. Para ello se anexa una estructura While
Loop que encierre toda la operación.
Figura 2.40. Diagrama completo.
FIN EJERCICIO 2.7
92
2.7 ESTRUCTURA “FORMULA NODE”
Un nodo de fórmula es una caja redimensionable donde se alojan fórmulas
matemáticas y lógicas para su evaluación.
Los nodos de fórmula tienen la
apariencia de la figura 2.41.
Figura 2.41. Nodo de Fórmula.
Los terminales de entrada y salida son variables numéricas, escalares y reales
que se generan adicionándolas desde el menú de la estructura como se muestra
en la figura 2.42.
Figura 2.42. Menú de los nodos de fórmula.
La sintaxis interna de los nodos de fórmula es similar a la de C.
Asignación
=
Condición
? :
or
||
93
xor ^
and &&
not !
Relacional
Aritméticas
== !=
+
-
> <
>=
*
**
/
<=
Las funciones aceptadas dentro del nodo de fórmula son:
abs
acos
acosh
asin
asinh
atan
atanh
ceil
cos
cosh
cot
csc
exp
expm1 floor getexp getman int intrz ln lnp1 log log2 max min mod
rand rem sec sign sin sinh sqrt tan tanh
Dentro del nodo de fórmula se pueden adicionar comentarios encerrándolos
dentro de un par slash-asterisco así: (/*comentario*/) como se muestra en la figura
2.41.
EJERCICIO 2.8 UTILIZACIÓN DE LOS NODOS DE FÓRMULA
Se realizará en forma convencional y con un nodo de fórmula el cálculo de
Z=
X2
+ Y suponiendo conocidos X y Y. Esta operación en forma convencional
Y
tendría la apariencia de la figura 2.43.
Figura 2.43. Cálculo de Z en forma convencional.
94
Con la utilización del nodo de fórmula la apariencia del diagrama sería como en la
figura 2.44.
Figura 2.44. Cálculo de Z con un nodo de fórmula.
CUIDADO: El operador ( ^ ) que en versiones previas de LabVIEW era el operador
de la exponenciación ahora es el operador booleano XOR. El nuevo operador de
la exponenciación es ( ** ), como se muestra en la figura 2.44.
En los casos que se requiera evaluar fórmulas matemáticas extensas el nodo de
formula es evidentemente más apropiado.
FIN EJERCICIO 2.8
95
EJERCICIO 2.9 REALIZAR EL EJERCICIO 1.1 CON UN NODO DE FÓRMULA
La figura 1.62 muestra la codificación en G de la ecuación 1.1.
Esta misma codificación se puede realizar con un nodo de fórmula como se
muestra en la figura 2.45.
Figura 2.45. Ecuación 1.1 con nodo de formula.
Nótese que aunque es posible realizar cálculos intermedios para simplificar la
sintaxis de las ecuaciones se debe agregar una salida por cada asignación que se
realice.
Por ejemplo, en la figura 2.45 se utiliza P para realizar un cálculo
intermedio pero se debe agregar como salida así no se utilice.
FIN EJERCICIO 2.9
96
Los nodos de fórmula se pueden utilizar también con expresiones de decisión. En
programación es común encontrar la estructura IF THEN ELSE:
C/C++
IF (condición) {
(caso verdadero)
}
ELSE {
(caso falso)
}
PASCAL
IF (condición) THEN
BEGIN
(caso verdadero)
END;
ELSE
BEGIN
(caso falso)
END;
END;
Sin embargo, y aunque la estructura case ofrece una solución, en algunos
lenguajes como en C es posible utilizar el operador ?, cuando se desea realizar la
asignación de un valor, para simplificar la estructura así:
salida = (condición) ? (caso verdadero) : (caso falso) ;
Al igual que la estructura IF el uso del operador ? también es anidable.
salida=(condición1)?(caso1):(condición2)?(caso2):(condicion3)?(caso3):(caso4);
El nodo de fórmula de LabVIEW acepta la sintaxis del operador ?.
EJERCICIO 2.10 EJERCICIO 2.7 CON UN NODO DE FÓRMULA
Se puede escribir con sólo una línea de código dentro del nodo de fórmula así:
C = (M = 0) ? A + B : ( M = 1 ) ? A - B : ( M = 2 ) ? A * B : A / B ;
El aspecto que tendría en G se muestra en la figura 2.46.
Figura 2.46. Ejercicio 2.7 con nodo de fórmula.
FIN EJERCICIO 2.10
97
98
LabVIEW también ofrece una alternativa para estructuras tipo IF sin anidamiento
que consistan simplemente en determinar si se utiliza un dato u otro. Esto es
realizado por la función Select, que se muestra en la figura 2.47 y que se puede
encontrar en la paleta de funciones en el submenú comparition.
Figura 2.47. Función Select.
Obsérvese que “CONDICIÓN” es booleano y determina que dato será asignado a
la salida. La salida y los datos a asignar pueden ser cualquier tipo de variable
válida de LabVIEW.
EJERCICIO 2.11 LA ECUACIÓN CUADRÁTICA
Para resolver la ecuación a X
2
+ b X + c = 0, se requiere de tres controles
numéricos reales para a, b y c, y de dos indicadores complejos para mostrar las
raíces encontradas.
El panel frontal se muestra en la figura 2.48.
Figura 2.48. Panel frontal para la ecuación cuadrática.
Se sabe que X1 y X2 están dadas por la ecuación 2.1.
X 1,2 = -
b
b2 - 4 a c
±
2a
4 a2
Ecuación 2.1. Raíces de la ecuación cuadrática.
Una solución en G para esta ecuación se muestra en la figura 2.49.
Figura 2.49. Solución de la ecuación cuadrática.
99
100
Se utiliza un nodo de fórmula para calcular los términos más útiles.
En LabVIEW la función raíz cuadrada no permite un argumento negativo. Por lo
tanto se utiliza la función >=0 para determinar el signo del discriminante y luego la
función Select para escoger el resultado corregido de la raíz cuadrada.
FIN EJERCICIO 2.11
101
2.8 ACCIONES MECÁNICAS DE LOS CONTROLES BOOLEANOS
Los controles booleanos pueden ser personalizados con seis diferentes tipos de
acciones mecánicas, permitiendo así obtener mayor control sobre las tareas a
desarrollar y lograr que los paneles frontales de los instrumentos virtuales puedan
parecerse más a los instrumentos físicos.
Para cambiar la acción mecánica de un control booleano se debe seguir los
siguientes pasos:
1. Seleccionar el control booleano apropiado de acuerdo con su aplicación.
2. Del menú del control, seleccionar “Mechanical Action”.
3. Escoger la acción mecánica requerida.
En la figura 2.50 se observa las acciones mecánicas de un control booleano.
Figura 2.50. Acciones Mecánicas.
102
Algunos controles booleanos vienen predefinidos por LabVIEW con algún tipo de
acción mecánica, ya que fueron diseñados para desempeñar una tarea específica.
Los controles “STOP” y “CANCEL” pueden ser un buen ejemplo de ello. La figura
2.51 muestra el control booleano “STOP” con su respectiva acción mecánica.
Figura 2.51. Botón STOP con acción mecánica predefinida.
Las acciones mecánicas se dividen en dos tipos: Switch y Latch.
Los Switch son mecanismos que retornan al estado inicial una vez el usuario lo
decida. Se muestran en la figura 2.52.
Switch when pressed
Switch when released
Switch until released
Figura 2.52. Acciones Mecánicas tipo Switch.
103
Los Latch son mecanismos que retornan al estado inicial cuando el valor sea leído
por el VI o cuando el usuario así lo determine. Son mostrados en la figura 2.53.
Latch When Pressed
Latch When Release
Latch Until Released
Figura 2.53. Acciones Mecánicas tipo Latch.
2.8.1 Switch When Pressed
Este mecanismo permite que los controles booleanos se comporten de manera
similar al interruptor de control de una lámpara. Es decir la variable booleana sólo
cambia de estado cuando el control es presionado por el usuario. Ver figura 2.54.
En la figura 2.54 la acción del clic
del ratón se muestra a través de la
letra “m” y la respuesta del control
o variable booleana es “v”.
Nótese que cuando en ratón es
presionado la variable booleana
cambia de estado y permanece así
aunque el botón del ratón sea
liberado.
Figura 2.54. Switch When Pressed.
104
La figura 2.55 muestra un VI donde el interruptor está funcionando como un Switch
When Pressed. Al ejecutar este VI se podrá observar como la salida sólo cambia
de estado cuando el usuario lo decida.
Se debe recordar que el botón STOP posee una acción mecánica predefinida.
Figura 2.55. Control booleano trabajando como un Switch When Pressed.
2.8.2 Switch When Released
Este mecanismo actúa sobre la variable sólo cuando el clic del ratón es liberado.
El control volverá a su estado anterior sólo cuando el usuario decida volver a
accionarlo.
105
Nótese que la variable “v” NO
cambia de estado cuando se
presiona el botón de ratón. Sólo
lo hace cuando el botón es
liberado
nuevo
y
permanece
estado
hasta
en
su
que
el
usuario decida volver a presionar
y soltar el botón del ratón.
Figura 2.56. Switch When Released.
En las figuras 2.57 a 2.59 se muestra la manera de actuar de Switch When
Released al tratar de controlar una salida.
La figura 2.57 muestra el control booleano configurado con acción mecánica
Switch When Released. Su estado inicial es OFF.
Figura 2.57. Control booleano trabajando como un Switch When Released.
106
En la figura 2.58 el control ha sido accionado a través de un clic, pero el botón del
ratón no ha sido liberado, por lo anterior, la salida no ha cambiado su estado.
Nótese la posición del control.
Figura 2.58. Control accionado a través de un clic del ratón.
El botón del ratón no ha sido liberado.
En la figura 2.59 se ha liberado el botón del ratón y por lo tanto la salida ha
cambiado su estado.
Figura 2.59. Clic del ratón liberado.
107
2.8.3 Switch Until Released
Cambia el valor de control mientras el botón del ratón es presionado. La figura
2.60 muestra el comportamiento de un control booleano configurado con esta
acción mecánica.
Al presionar el botón “m” del ratón
la variable “v” cambia de estado,
pero sólo permanecerá así hasta
que el botón del ratón “m” sea
liberado.
Esta acción mecánica simula el
funcionamiento de un pulsador.
Por ejemplo el pulsador que
controla un timbre.
Figura 2.60. Switch Until Released.
La figura 2.61 muestra un VI que al ejecutarse permite observar el funcionamiento
de la acción mecánica Switch Until Released.
108
Figura 2.61. Control booleano trabajando como un Switch Until Released.
2.8.4 Latch When Pressed
Este mecanismo cambia el valor del control cuando el usuario hace un clic sobre
el control booleano, este retiene su valor hasta que el VI lo lea, una vez sea leído
el control vuelve a su valor por defecto, incluso si el usuario todavía tiene
presionado el botón del ratón. Esta acción es especial para truncar la acción de
un While Loop.
La figura 2.62 muestra el comportamiento de la acción.
109
“m” muestra el comportamiento
del botón del ratón.
“v” muestra el comportamiento de
la variable booleana.
“RD” muestra las lecturas que el
VI hace a la variable booleana.
Figura 2.62. Latch When Pressed.
En la figura 2.63 se muestra un VI que al ejecutarse permite observar el
comportamiento de esta acción mecánica.
Figura 2.63. Control booleano trabajando como un Latch When Pressed.
110
2.8.5 Latch When Released
Este mecanismo de acción trabaja de manera similar al Latch When Pressed, con
la diferencia de que el control actúa únicamente cuando el usuario libera el clic del
ratón. El objeto booleano retendrá su valor hasta que el VI lo pueda leer.
Esta acción trabaja de manera similar a las cajas de botones o sistemas de
botones utilizados en algunos sistemas de control. También es muy utilizado para
detener ciclos While y para los botones en cuadros de diálogo.
“v” muestra el comportamiento
de la variable booleana.
Figura 2.64. Latch When Released.
111
Figura 2.65. Control booleano trabajando como un Latch When Released.
2.8.6 Latch Until Released
El mecanismo de acción cambia el valor del control haciendo un clic sobre éste y
retiene el valor hasta que el VI lo lee o el usuario lo libera, dependiendo de que
fuera lo último que ocurrió.
“v” muestra el comportamiento de
la variable booleana.
Figura 2.66. Latch Until Released.
112
Figura 2.67. Control booleano trabajando como un Latch Until Released.
Importante: Los controles booleanos que utilizan las acciones tipo Latch no
pueden generar variables locales.
EJERCICIO OPCIONAL 2.12
APLICACIÓN DE UNA ESTRUCTURA DE
SECUENCIA A LA MEDICIÓN DE ENERGÍA
Un transductor de potencia activa instantánea está conectado a una carga
eléctrica. Se requiere calcular la energía consumida por la carga en un intervalo
de tiempo definido por el operador a través de un botón de paro.
La energía esta definida según la ecuación 2.2.
113
t2
E (t ) = ∫ P(t )dt
t1
N −1
E = ∑ Pi * (Ti − Ti −1 )
i=0
Ecuación 2.2. Energía.
La Figura 2.68 muestra el diagrama de bloques que realiza la tarea solicitada.
Del identificador de diagrama de la estructura sequence se puede observar que
esta posee tres frames (0, 1 y 2) de los cuales sólo es visible el cero. Los otros
dos frames se ven en las figuras 2.70 y 2.71 respectivamente.
Figura 2.68. Diagrama de bloques.
La estructura while es utilizada únicamente para dar continuidad a la ejecución y
esperar la orden de PARO.
Para calcular la energía es necesario tomar un tiempo de referencia entregado por
la función Tick Count antes de realizar cualquier otra tarea.
114
La función que simula la tarea de recoger los datos enviados por un dispositivo de
adquisición se muestra en la figura 2.69 y se puede encontrar en la paleta de
funciones en el submenú Tutorial.
Figura 2.69. Función que lee el sensor.
La salida de esta función está en Voltios y se supondrá que el transductor
conectado al canal 0 del dispositivo de adquisición 1 especifica un factor de 10000
W/V, por lo que se debe multiplicar por 10000 para llevar la salida a W y luego
dividir por 1000 para llevarla a kW. Desde luego, también se puede simplemente
multiplicar por 10.
Figura 2.70. Segundo frame de la secuencia.
De la ecuación 2.2 se sabe que el consumo de energía en la primera iteración es
E0=P0*(T0-T-1), donde T-1 es el tiempo de referencia de la rutina y T0 el tiempo
tomado para el cálculo de la energía en la primera iteración. La diferencia (Ti+1-Ti)
es el intervalo de tiempo transcurrido entre iteraciones (Tiempo-Ciclo). Como Tick
Count tiene su salida en milisegundos se debe dividir por 1000 para llevarla a
segundos y por 3600 para llevarla a horas. Esto se puede realizar con una sola
división por 3600000.
115
El tiempo de referencia para cada nuevo ciclo es el tiempo calculado en la
iteración anterior, por lo que es necesario generar un shift register para calcular la
variable Tiempo-Ciclo.
Figura 2.71. Tercer frame de la secuencia.
Con el fin de poder acumular los valores de energía de cada lapso de tiempo, es
decir la suma de los Ei, es necesario contar con un segundo shift register, que se
debe inicializar en cero. Obsérvese lo necesario de estos elementos para contar
con una historia acumulativa de esta variable energía.
Cuando se desea que un graficador Chart muestre varias curvas distintas,
simultáneamente, se debe generar un Cluster para lo cual es necesaria la función
bundle. Esta función se explicará en detalle más adelante y se puede encontrar
en Functions>>Cluster>>Bundle.
Figura 2.72. Varias gráficas en un mismo chart.
El panel frontal de esta aplicación se observa en la figura 2.73.
116
Figura 2.73. Panel Frontal para el ejercicio 2.12.
Obsérvese que el indicador de Energía total sólo se actualizará hasta que se
presione el botón de detener, ya que se encuentra localizado por fuera del ciclo.
Para efectos de simulación es conveniente modificar la escala de tiempo para
observar resultados más rápidamente.
Por ejemplo, se puede reemplazar la
constante 3600000 del frame 1 por 3600 para que 1 hora real sea 1 segundo de
simulación.
FIN EJERCICIO OPCIONAL 2.12
117
1. Se requiere una variable de iteración para una estructura For Loop que se
comporte según:
a) For ( i = 0; i <= 50; i = i+2 )
b) For ( i = 7; i < 10; i = i+0.01 )
c) For ( i = 100; i >= 10; i = i-5 )
2. Utilizando “Digital Thermometer.vi”, escribir un programa que genere una
alarma cuando la temperatura leída esté por encima de un valor máximo
permitido o por debajo de un valor mínimo permitido.
3. Hacer que un While se comporte como un For. Es decir que se detenga en
un número definido de iteraciones o cuando el usuario presione parar.
4. Resolver la ecuación cuadrática utilizando únicamente un nodo de fórmula.
Optimizar el código del nodo a sólo 4 instrucciones. Recordar que el nodo
de formula no puede operar con complejos, por lo que las salidas serán las
partes reales e imaginarias de las raíces.
5. Hacer que una estructura While Loop se comporte como un WHILE..DO y
no como un DO..WHILE. Esto es, que la condición de ejecución del ciclo
sea
revisada
al
inicio
de
cada
iteración
y
no
al
final.
3. ARREGLOS Y CLUSTERS.
3.1 OBJETIVO
Estudiar los arreglos y los clusters de LabVIEW, su utilidad y las principales
herramientas para su utilización y manejo.
3.2 ARREGLOS
Un arreglo es una colección ordenada de variables del mismo tipo. Puede tener
una o varias dimensiones y hasta 231-1 elementos por dimensión.
Para crear un control o indicador tipo arreglo se debe seguir estos pasos:
1. Poner en el Panel Frontal un contenedor de arreglos. Este se encuentra en la
paleta de controles en el submenú Array&Cluster >>Array, como se observa
en la figura 3.1.
2. Poner dentro del contenedor un control o un indicador del tipo de dato que se
desee el arreglo. No es posible poner dentro del contenedor ni gráficas ni
contenedores de arreglos.
Facultad de Ingeniería Eléctrica. Universidad Tecnológica de Pereira
119
Figura 3.1. Paleta de controles Array&Cluster.
La figura 3.2 muestra la secuencia descrita para crear un arreglo de controles
numéricos.
Figura 3.2. Secuencia de creación de un arreglo numérico.
Los elementos de los arreglos están ordenados desde la posición 0 hasta la
posición N-1 donde N es el tamaño del arreglo.
La figura 3.3 muestra un arreglo booleano de 6 elementos.
120
En general :
A[ i ] = [ a0, a1, a2 , ... , ai , ... , aN-1 ];
Figura 3.3. Organización de los elementos.
En la esquina superior izquierda del contenedor de arreglos se observa un control
numérico denominado indicador de índice (index display).
Con él se puede
controlar qué elemento del arreglo se visualizará en la primera posición del
contenedor. Además con la herramienta de posición se puede redimensionar el
número de elementos visibles. La figura 3.4 muestra un mismo arreglo numérico
de 4 elementos en diferentes presentaciones.
Figura 3.4. Arreglo numérico en diferentes presentaciones.
Como se puede observar, el tamaño del arreglo es independiente de la
presentación que el usuario dé a este. Cuando el tamaño visualizado es mayor
121
que el tamaño del arreglo, o que el número de elementos restantes, las posiciones
no utilizadas estarán deshabilitadas y se mostrarán atenuadas (grayed-out), como
en los casos P1, P3 y P4 de la figura 3.4.
Con la herramienta de posición también es posible redimensionar el index display
con el objetivo de agregar dimensiones al arreglo. Por defecto los arreglos son de
una dimensión pero es posible adicionar múltiples dimensiones.
La figura 3.5 muestra la secuencia para crear un arreglo numérico de dos
dimensiones. En este caso el primer index display es para las filas y el segundo
para las columnas.
Figura 3.5. Adición de una dimensión al arreglo.
El solo hecho de adicionar un elemento al index display es suficiente para obtener
un arreglo de dos dimensiones. Luego, si se desea, se puede ampliar el área
visible del arreglo con la herramienta de posición como se muestra en la figura 3.5.
122
La figura 3.6 muestra dos posibles presentaciones de un arreglo numérico de dos
dimensiones de tamaño 3x4 (3 filas y 4 columnas).
Figura 3.6. Dos presentaciones de un arreglo 2D 3x4.
En la ventana de diagramación un arreglo posee un terminal único. Se distinguen
de los terminales de escalares en los corchetes que encierran el tipo de dato.
Estos corchetes se hacen más gruesos para arreglos de 2 dimensiones. La figura
3.7 muestra terminales de arreglo para varios tipos de datos.
Figura 3.7. Terminales de arreglo.
123
En el menú Array de la paleta de funciones se puede encontrar todas las
funciones necesarias para manipular los arreglos. La figura 3.8 enseña la paleta
de funciones de arreglos.
Figura 3.8. Funciones de arreglos.
A continuación se describe las funciones de esta paleta.
Array Size:
Figura 3.9. Función Array Size.
Retorna el tamaño N del arreglo de entrada. Si este es de n dimensiones, la
salida será un vector de n elementos donde cada uno mostrará el tamaño de cada
dimensión.
124
Index Array:
Figura 3.10. Función Index Array.
Retorna el elemento indicado de un arreglo. Se debe adicionar tantos elementos
de índice como dimensiones tenga el arreglo.
La salida de esta función también puede ser un arreglo cuando se cablean sólo
algunos de los índices.
Replace Array Subset:
Figura 3.11. Función Replace Array Subset.
Reemplaza el elemento indicado en los terminales de índice por el elemento que
este cableado al terminal new element/subarray.
terminales de índice como dimensiones tenga el arreglo.
Se debe agregar tantos
125
Si se desea reemplazar varios elementos, es decir una porción de arreglo, basta
con cablear el nuevo arreglo al terminal new element/subarray y establecer los
índices correspondiente a la porción de arreglo a reemplazar.
Si no se cablea una dimensión, la función reemplazará todos los elementos en
esta dimensión comenzado en la posición 0.
El nuevo elemento o arreglo debe ser del mismo tipo y dimensión del arreglo
inicial.
Al igual que la mayoría de funciones en LabVIEW, es polimórfica y puede trabajar
con arreglos de cualquier tipo y dimensión.
Insert Into Array:
Figura 3.12. Función Insert Into Array.
Inserta un arreglo o un elemento en la posición especificada por el terminal de
índice. Cuando no se cablea este terminal, el arreglo o elemento se inserta al final
del arreglo de entrada.
Delete From Array:
Figura 3.13. Función Delete From Array.
126
Elimina un elemento o arreglo del arreglo de entrada. Además de devolver el
arreglo editado, también devuelve la porción de arreglo eliminada.
Initialize Array:
Figura 3.14. Función Initialize Array.
Retorna un arreglo de n dimensiones, donde todos los elementos serán
inicializados con el valor y tipo de dato cableado en element.
Se debe adicionar tantos elementos de índice como dimensiones se desee en la
salida.
Build Array:
Figura 3.15. Función Build Array.
Construye un arreglo de n dimensiones con los elementos de entrada que pueden
ser de n o de n-1 dimensiones.
127
Cuando todas las entradas poseen dimensión n, la salida será de dimensión n+1.
Ahora bien, si se desea que la salida sea un arreglo de dimensión n conformado
por la concatenación de todas las entradas, entonces se debe seleccionar
Concatenate Inputs del menú de la función.
Array Subset:
Figura 3.16. Función Array Subset.
Retorna una porción del arreglo de entrada (sub-arreglo).
index(0) indica la posición de inicio y length el número de elementos que tendrá el
sub-arreglo. LabVIEW adicionará tantos elementos de índice como dimensiones
tenga el arreglo de entrada.
Rotate 1D Array:
Figura 3.17. Función Rotate 1D Array.
128
Envía los últimos n elementos de un arreglo al principio del mismo. Si n es un
número negativo, se rotarán los primeros n elementos al final del arreglo. Si n es
0, N ó -N el vector de salida es igual al de entrada.
Reverse 1D Array:
Figura 3.18. Función Reverse 1D Array.
Reordena todas las posiciones del arreglo desde el último elemento hasta el
primero.
Search 1D Array:
Figura 3.19. Función Search 1D Array.
Busca element dentro de un arreglo de una dimensión comenzando desde start
index y retorna la posición donde se encontró. De no hallar ninguna coincidencia
retorna " - 1 ".
129
Split 1D Array:
Figura 3.20. Función Split 1D Array.
Divide el arreglo de entrada en el elemento index regresando dos sub-arreglos
como se muestra en la figura 3.20.
Sort 1D Array:
Figura 3.21. Función Sort 1D Array.
Ordena un arreglo de forma ascendente si es numérico o alfabéticamente si es
tipo cadena.
Array Max & Min:
Figura 3.22. Función Array Max & Min.
Retorna los valores máximo y mínimo de un arreglo numérico con sus respectivas
posiciones.
130
Transpose 2D Array:
Figura 3.23. Función Transpose 2D Array.
Retorna la transpuesta de una matriz o arreglo de dos dimensiones.
Interpolate 1D Array:
Figura 3.24. Función Interpolate 1D Array.
Retorna un valor Y como resultado de la interpolación sobre el arreglo de entrada
de tamaño N en el punto X.
Los elementos de las abscisas son los números naturales desde 0 hasta N-1, y X
el número real donde se desea evaluar el arreglo.
Threshold 1D Array:
Figura 3.25. Función Threshold 1D Array.
131
Retorna un valor X que es igual al índice fraccionario equivalente a un valor Y del
arreglo de entrada.
Interleave 1D Arrays:
Figura 3.26. Función Interleave 1D Arrays.
Forma un arreglo compuesto por los elementos intercalados de los arreglos de
entrada como se muestra en la figura 3.26.
Decimate 1D Arrays:
Figura 3.27. Función Decimate 1D Array.
Distribuye los elementos de un arreglo de entrada en n arreglos de salida,
poniendo los primeros n elementos del arreglo de entrada como primera posición
de cada arreglo de salida y así sucesivamente. Figura 3.27. Su funcionamiento
es inverso al de la función Interleave 1D Arrays.
132
Array Constant:
Figura 3.28. Arreglo Constante.
Es un contenedor de arreglos al que se puede agregar cualquier tipo de constante
a excepción de otros contenedores de arreglo y puede ser de una o varias
dimensiones.
Sus propiedades de presentación son idénticas a las de los
arreglos, controles o indicadores, del panel frontal.
EJERCICIO
3.1
DE
UN
ARREGLO
1D,
GENERAR
LAS
SALIDAS
REQUERIDAS
•
Tamaño del Arreglo.
•
Valor máximo y la posición en que se encuentra.
•
Valor mínimo y la posición en que se encuentra.
•
Arreglo en orden ascendente.
•
Arreglo en orden descendente.
•
Cuarto elemento del arreglo, es decir la posición 3.
Para realizar esta tarea se ha construido el panel frontal de la figura 3.29.
133
Figura 3.29. Panel frontal del ejercicio 3.1.
Los marcos de fondo que separan la entrada de las salidas en este panel son
decoraciones obtenidas del menú Decorations de la paleta controles.
El diagrama de bloques de este ejercicio es una simple aplicación de las funciones
de arreglo anteriormente descritas. Se puede observar en la figura 3.30.
Figura 3.30. Diagrama de bloques del ejercicio 3.1.
Se puede observar que el terminal del arreglo “Entrada” alimenta cuatro funciones
tomadas de Functions>>Array que cumplen las tareas específicas solicitadas.
134
En el caso de Sort 1D Array se obtiene el arreglo en orden ascendente y luego por
medio de la función Reverse 1D Array se puede obtener el arreglo en orden
descendente.
FIN EJERCICIO 3.1
135
EJERCICIO 3.2 EXTRAER DATOS DE UN ARREGLO 2D
Dado un arreglo 2D de 1000x2 donde cada columna posee 1000 datos de una
señal, obtener una gráfica de los datos de una de las columnas en una waveform
chart.
El panel frontal se observa en la figura 3.31.
Figura 3.31. Panel Frontal del ejercicio 3.2.
El diagrama de bloques se observa en la figura 3.32.
136
En la figura 3.32 se puede observar tres diferentes formas de cables, logrando así
establecer una diferencia en cuanto al número de dimensión que posee el dato
respectivo.
La figura 3.33 muestra el aspecto de los cables según el número de dimensiones
de cada dato.
Figura 3.33. Tipos de cables según la dimensión del dato.
La tarea de extraer una columna de la matriz “Salida” se realiza con la función
Index Array. Para extraer toda una columna no se cablea el índice de filas.
Obsérvese con atención la salida de los datos de la estructura FOR. Estos túneles
tienen la característica especial de ordenar los datos de cada iteración del ciclo en
un arreglo de salida con todos los datos generados en cada iteración. Esta opción
es válida también en los ciclos WHILE.
Sin embargo, la opción allí esta
deshabilitada por defecto.
137
Para habilitarla se debe escoger la opción Enable
Indexing del menú de la estructura, tal como la muestra la figura 3.34.
Figura 3.34. Habilitación del indexado en un ciclo WHILE.
En los túneles de entrada, la opción también es válida. Es muy útil cuando se
requiere disponer de cada elemento del arreglo en la respectiva iteración.
En el caso del ciclo FOR, el indexing está habilitado por defecto y permite obviar el
terminal N del ciclo FOR. Sin embargo, si se cablea, el ciclo se detendrá cuando
se terminen los datos del arreglo o cuando se cumpla N, lo que ocurra primero.
FIN EJERCICIO 3.2
138
3.3 CLUSTERS
Un CLUSTER es una colección ordenada de variables que pueden ser de
diferentes tipos.
Es análogo a los registros de PASCAL o las estructuras de C/C++.
Para crear un control o indicador tipo clusters se debe:
1) Poner en el panel frontal un contenedor de clusters localizable en la paleta
de controles en el submenú Array&Cluster>>Cluster. Este es una caja
redimensionable donde se puede alojar otros elementos.
2) Poner dentro del contenedor los controles o indicadores deseados. Sin
embargo todos los elementos del cluster serán controles o indicadores de
acuerdo con la naturaleza del primer objeto que se ponga.
Figura 3.35. Cluster vacío y con controles.
Los clusters poseen un único terminal en la ventana de diagramación. La figura
3.36 muestra el terminal correspondiente a un cluster y las funciones para
139
manipularlos que se pueden encontrar en el menú Clusters de la paleta de
funciones.
Figura 3.36. Terminal de un Cluster y funciones para clusters.
Las principales funciones de esta paleta son Unbundle y Bundle.
Unbundle:
Figura 3.37. Función Unbundle.
Permite separar cada una de las variables de un cluster para poderlas utilizar
independientemente dentro de un diagrama.
Bundle:
Figura 3.38. Función Bundle.
140
Realiza la tarea contraria a Unbundle, es decir, crea un cluster a partir de varios
componentes independientes. Esta función también se utiliza para reemplazar
componentes de un cluster existente.
La figura 3.39 muestra cómo la función Unbundle separa todas las variables de un
cluster y cómo la función bundle puede crear un cluster. Sin embargo para estos
procedimientos se requiere conocer el orden en que se encuentran las variables
dentro del cluster.
Figura 3.39. Uso de las funciones Unbundle y Bundle.
Dentro de un cluster las variables están numeradas. Este orden se requiere en las
funciones Bundle y Unbundle para conocer cual es el terminal al que corresponde
cada variable.
El orden del cluster se puede acceder en el panel frontal por el menú del objeto
seleccionando la opción Reorder Controls In Cluster. Figura 3.40.
141
Figura 3.40. Opción para ver y editar el orden del cluster.
Esta acción mostrará el orden de cada elemento y permitirá modificarlo como se
Figura 3.41. Edición del orden de un cluster.
142
Los números en fondo blanco muestran la posición actual de los elementos,
mientras los de fondo negro muestran la nueva posición que tomarán al presionar
“OK”.
Para editar el índice de cada elemento se escribe el valor deseado y luego se
hace un clic sobre el objeto que se desea reordenar. Al terminar se hace clic en
“OK” para aceptar los cambios o en “X” para cancelar.
Si un cluster contiene sólo elementos del mismo tipo puede ser convertido a un
arreglo de 1D por medio de la función “Cluster To Array”.
Figura 3.42. Función Cluster To Array.
Ahora bien, cualquier arreglo de 1D puede ser convertido en un cluster por medio
de la función “Array To Cluster”.
Figura 3.43. Función Array To Cluster.
En este caso es necesario definir el tamaño del cluster a crear. Esto se logra
seleccionando Cluster Size del menú de la función.
El índice de cada elemento dentro del arreglo será equivalente a su orden dentro
del cluster y viceversa.
143
EJERCICIO 3.3 UTILIZACIÓN DE LOS CLUSTERS
Un control tipo cluster contiene los siguientes elementos:
a)
Un control numérico DBL llamado A.
b)
Dos controles booleanos llamados C y D.
c)
Una matriz cuadrada llamada M.
Se desea obtener un cluster indicador que contenga:
a)
Un indicador numérico igual al cuadrado de A.
b)
Un indicador booleano igual a “C or D”
c)
Una matriz T igual a la transpuesta de M.
El panel frontal de la aplicación tendrá la forma de la figura 3.44.
Figura 3.44. Utilización de los Clusters.
Lo primero que se debe realizar es separar las variables del cluster de entrada.
Esto se logra con la función Unbundle.
144
Luego, como ya se dispone de las variables en el diagrama se realizan las tareas
necesarias. En este caso se utilizan las funciones Multiply, Or y Transpose 2D
Array para tal fin. Por último se debe formar el nuevo cluster de salida con la
función Bundle. Todo el procedimiento se observa en la figura 3.45.
Es importante recordar el orden de cada cluster.
Existe además dos funciones análogas a Unbundle y Bundle pero que funcionan
de acuerdo a los nombres de las variables. Estas funciones son “Unbundle by
name” y “bundle by name” respectivamente y se encuentran en el mismo menú de
la paleta de funciones.
La ventaja de utilizar dichas funciones radica en poder
observar las variables por sus etiquetas y no por el tipo de dato. La figura 3.46
muestra una solución al ejercicio reemplazando Unbundle por la función Unbundle
by name.
Figura 3.46. Utilización de la función Unbundle by Name.
145
La función Bundle by name sin embargo sólo puede ser utilizada para reemplazar
directamente los elementos de un cluster previamente existente. La figura 3.47
muestra como se reemplaza en el cluster de entrada las variables A y D por los
valores 3.25 y True respectivamente.
Figura 3.47. Uso de la función Bundle by Name.
FIN EJERCICIO 3.3
146
1. Construya un VI que genere un arreglo de 1000 números aleatorios entre 0
y 100 con 3 cifras decimales. Organice este arreglo en orden ascendente y
descendente.
2. A partir de dos arreglos A y B de 1D y cinco elementos genere:
a. Un arreglo C de 2D donde A y B sean las filas de C.
b. Un arreglo D de 2D donde A y B sean las columnas de D.
c. Un arreglo E de 1D formado por [A B].
d. Un arreglo F de 1D formado por [B A].
3. Dado un arreglo de 2D de 10x8 elementos numéricos aleatorios, extraiga el
subarreglo 2D de 3x3 que se forma a partir de la posición (3,3).
4. Genere un VI que permita al usuario introducir la información básica de un
cliente (nombre, edad, sexo, teléfono, pazysalvo?) en un arreglo de
clusters.
5. Identifique el cluster de error de la paleta de controles y explique su
funcionamiento y para que sirven cada uno de sus componentes. Puede
utilizar la opción <Control + H> para esta tarea.
4. GRAFICADORES.
4.1 OBJETIVO
Estudiar los métodos y procedimientos necesarios para generar gráficos utilizando
LabVIEW.
4.2 DESCRIPCIÓN
Un concepto importante dentro de la instrumentación virtual es poder reproducir
todos los datos capturados de manera gráfica tratando de ayudar a la
conceptualización y el análisis por parte del operador, para esto LabVIEW cuenta
con 9 diferentes tipos de graficadores que se encuentran en la paleta de
functions>>graph. Ver figura 4.1.
En esta paleta se puede observar:
148
Figura 4.1. Paleta Graph.
1. Cuatro graficadores básicos para la elaboración de tareas en dos dimensiones,
•
Waveform chart
•
Waveform graph
•
XY Graph
•
Digital waveform graph
2. Dos herramientas para gráficos de arreglos de intensidad.
•
Intensity chart
•
Intensity graph
3. Tres herramientas para gráficas en tres dimensiones
•
3D Surface graph
•
3D Parametric graph
•
149
3D Curve graph
Y una sub-paleta para el gráfico de polares y otros tipos de gráficos no
convencionales.
En esencia los graficadores son un tipo especial de indicadores numéricos en dos
o tres dimensiones que permiten visualizar la información de manera gráfica, pero
como todos los indicadores de LabVIEW, en algún momento del diseño, éstos
pueden ser convertidos a controles.
Cada graficador tiene asociado un terminal de tipo dinámico que sólo responderá
a algunas configuraciones especiales de datos definidas por LabVIEW.
Por ejemplo, el terminal de un graficador tipo waveform chart, mostrado en la
figura 4.2, puede tomar diferentes formas al ser alambrado con diferentes tipos de
configuraciones de datos válidas para él. Ver figura 4.3.
Figura 4.2. Graficador Waveform chart.
150
Figura 4.3. Diferentes aspectos del terminal del graficador waveform chart.
4.3 GRAFICADOR WAVEFORM CHART
Como se señaló, un graficador tipo waveform chart, mostrado en la figura 4.4, es
un tipo de graficador que únicamente atiende a un grupo determinado de tipo de
datos tales como:
Figura 4.4. Graficador waveform chart.
151
Tabla 4.1. Tipos de Datos de waveform chart.
Tipo de dato
Escalar.
Un vector (1D).
Waveform Data Type – WDT
Puede incluir información en el
tiempo.
Un arreglo (2D).
Una combinación de puntos a
través de un nodo generador
de registros (cluster de
escalares). Figura 4.5.
Resultado del dibujo
Una simple gráfica. Un punto.
Una simple gráfica. Uno o más puntos.
Una simple gráfica. Uno o más puntos.
Múltiples gráficas. De uno o más puntos.
Figura 4.5. Formato para generar un tipo
de dato compatible con waveform chart.
EJERCICIO 4.1 GRÁFICO DE ESCALARES WAVEFORM CHART
Generar una señal seno y graficarla punto a punto a través de un generador
waveform chart.
Las figuras 4.6 y 4.7 muestran el panel frontal y la ventana de diagramación del
ejercicio respectivamente.
152
Figura 4.7. Diagrama del ejercicio 4.1.
Para observar mejor la generación de puntos, al diagrama de la figura 4.7 se le
provocará un retraso de 70 ms a través de la función Wait, localizada en la paleta
de funciones en el submenú time & Dialog.
Antes de correr nuevamente la aplicación se debe borrar el dibujo anterior. Esto
se logra a través del menú del graficador, seleccionando Data Operation>>Clear
Chart. Ver figura 4.8. Esta opción cambiará de nombre para los graficadores
Waveform Graph y XY Graph por Clear Graph.
Figura 4.8. Modo de operar Clear Chart.
Este graficador cuenta con tres tipos de barrido de pantalla:
Strip Chart
Scope Chart
Sweep Chart
La figura 4.9 muestra como seleccionarlos.
153
Figura 4.9. Modos de barrido de pantalla para el monitor waveform chart.
Al correr la aplicación se puede observar el comportamiento de cada modo.
FIN EJERCICIO 4.1
154
155
EJERCICIO 4.2 GRÁFICO DE VECTORES CON WAVEFORM CHART
a. Generar la misma señal del ejercicio 4.1, pero a partir de un vector.
La figura 4.10 muestra la ventana de diagramación.
Figura 4.10. Ventana de diagramación para graficar un arreglo.
b. En la estructura FOR de la figura 4.10, cambiar el número de iteraciones a 524,
y correr nuevamente la aplicación.
Obsérvese que gran parte de la información aparentemente se encuentra perdida.
Para poder ver los datos no presentes existe dos métodos:
1. Cambiar la escala del eje horizontal del graficador.
2. Generar un deslizador que pueda ver la información a voluntad del
operador. Ver figuras 4.11 y 4.12.
156
Figura 4.11. Creación de un Scrollbar para observar datos históricos.
Figura 4.12. Graficador donde se enseña el deslizador.
De todas formas para que el graficador no pierda datos, catalogados como
históricos por el operador, es necesario configurar el buffer de éste. La figura 4.13
enseña como.
Figura 4.13. Buffer del graficador waveform chart.
El resultado de la acción anterior es la ventana de diálogo de la figura 4.14.
Figura 4.14. Cambio del buffer de un waveform chart.
FIN EJERCICIO 4.2
157
158
4.4 TIPO DE DATO WDT
Los datos WDT son un registro especial generado por LabVIEW, que facilita el
manejo matemático, el análisis y la adquisición de señales.
La figura 4.15,
muestra el contenido de un registro WDT.
Figura 4.15. Registro tipo WDT.
Los datos contenidos en el registro WDT son:
to: Valor inicial de tiempo de la señal.
dt: Intervalo de tiempo entre dos puntos de la señal.
[Y]: Vector de datos que contiene la señal.
Aunque aparentemente los datos WDT son un cluster común, su configuración es
diferente, y no pueden configurase manualmente desde el panel frontal.
Figura 4.16. Funciones para clusters y para datos WDT.
159
Para la generación de un registro tipo WDT es necesario utilizar la función Build
Waveform localizada en la paleta de funciones en el submenú waveform. Esta se
enseña en la figura 4.17 y tiene las siguientes funciones.
Figura 4.17. Paleta de funciones waveform.
Get Waveform Components
Descompone un registro WDT en sus componentes to, dt, y [Y].
Build Waveform
Herramienta que permite crear un dato WDT a partir de: un valor inicial de tiempo
to, un intervalo de tiempo entre puntos dt y los valores de la forma de onda
contenidos en un arreglo [Y].
Set waveform Attribute
Adiciona o cambia atributos a una WDT.
Get waveform Attribute
Captura los nombres y todos los atributos de un WDT. Los atributos pueden ser
por ejemplo el nombre de los canales.
160
Waveform Operations
Conjunto de herramientas matemáticas aplicables a datos WDT.
Waveform File I/O
Conjunto de herramientas para el manejo de archivos aplicables a datos tipo WDT.
Waveform measurements
Conjunto de herramientas para el análisis de los datos tipo WDT.
Waveform Generations
Conjunto de herramientas que se utilizan para generar señales tipo WDT. Esta
subpaleta se muestra en la figura 4.18.
Figura 4.18. Subpaleta Waveform Generation.
Esta subpaleta permite generar diversos tipos de señales (multitono, funciones y
de ruido), requeridas para el desarrollo de aplicaciones donde se necesita simular
procedimientos, su salida es siempre del tipo WDT. Una de las más utilizadas es
161
“Basic Function Generation”. La figura 4.19 muestra los terminales de entrada y
salida para esta función.
Figura 4.19. SubVI Basic Function Generation.
EJERCICIO 4.3 WAVEFORM DATA TYPE CON WAVEFORM CHART
Graficar en un waveform chart: v(t) = 5 Cos (377t) utilizando un dato tipo WDT
Las figuras 4.20 y 4.21 enseñan el panel frontal y el diagrama requeridos.
FIN EJERCICIO 4.3
162
EJERCICIO 4.4 MÚLTIPLES GRÁFICAS EN UN WAVEFORM CHART
Graficar en un mismo waveform chart dos señales. Una seno y otra coseno.
Las figuras 4.22 y 4.23 muestran la solución al ejercicio.
163
164
Cuando un waveform chart maneja varios gráficos de manera simultánea puede
subdividirse por señales. Haciendo clic derecho sobre el graficador se selecciona
la opción stack plots. Ver figura 4.24.
Figura 4.24. Selección de la propiedad Stak Plots.
Una vez seleccionada la opción Stack Plots el graficador tendrá la apariencia de la
figura 4.25.
Figura 4.25. Waveform chart dividido de acuerdo con el número de señales.
FIN EJERCICIO 4.4
165
EJERCICIO 4.5 CLUSTER DE ESCALARES EN UNA WAVEFORM CHART
Generar las formas de onda del ejercicio anterior con un barrido de pantalla
Sweep Chart y un control de retardo.
La solución al ejercicio 4.5 se muestra en las figuras 4.26 y 4.27.
Nótese que el formato, esta vez, para el graficador tipo waveform chart es un
registro de escalares (cluster de escalares).
La figura 4.27 muestra el panel frontal de este ejercicio. Las opciones stack Plots
y sweep chart están habilitadas.
FIN EJERCICIO 4.5
166
167
4.5 GRAFICADOR WAVEFORM GRAPH
Este tipo de graficador está diseñado especialmente para graficar señales
muestreadas, los datos estarán siempre referidos al eje X de manera continua.
La figura 4.28 muestra este graficador con sus respectivas herramientas.
Figura 4.28. Waveform graph y sus respectivas herramientas.
Los tipos de datos aceptados para este tipo de graficador son:
168
Tabla 4.2. Tipos de dato para Waveform Graph.
Tipo de dato
Un vector (1D).
WDT
Un arreglo (2D)
Un arreglo
(2D) de cluster,
figura 4.29.
Resultado
Una simple gráfica.
Una simple gráfica.
Múltiples gráficas.
Múltiples gráficas.
El cluster contendrá como único
elemento un vector. La señal.
Figura 4.29. Arreglo de cluster.
Un cluster con la siguiente Una simple gráfica con formato.
información. Figura 4.30.
xo: Valor inicial del eje X.
dx: Intervalo del eje X entre dos
puntos de la señal
[Y]: Vector de datos.
Figura 4.30. Cluster aceptado por waveform
graph.
Un cluster con la siguiente Múltiples gráficas.
información. Figura 4.31.
xo: Valor inicial del eje X.
dx: Intervalo del eje X entre dos
puntos de la señal
[Y]: Vector 2D con los datos de
las señales a graficar.
Todas las curvas graficadas
contarán con el mismo valor xo y
dx.
Figura 4.31. Múltiples gráficas con el mismo
formato.
Un arreglo
Figura 4.32.
169
(2D) de cluster. Múltiples gráficas.
Nótese que cada gráfica tendrá
su propio valor inicial xo y su
propio incremeto dx.
Figura 4.32. Datos tipo arreglo de cluster.
EJERCICIO 4.6 WAVEFORM GRAPH UTILIZANDO DATOS WDT
Calcular la potencia p(t) y la potencia activa de una carga cuyo voltaje y corriente
son:
v(t) = 138 sen (377t)
i(t) = 13 sen (377t – 30º)
El programa debe tener la capacidad de cambiar los valores de v(t) e i(t) a
voluntad del operador.
El panel frontal del ejercicio 4.6 se observa en la figura 4.33.
170
El valor de la potencia es p(t) = v(t).i(t) y la potencia activa es el promedio de p(t).
El diagrama se muestra en la figura 4.34.
Las funciones utilizadas para la generación de señales y la aritmética fueron
tomadas del submenú waveform de la paleta de funciones.
Figura 4.34. Ventana de diagramación del ejercicio 4.6.
FIN EJERCICIO 4.6
171
EJERCICIO 4.7 WAVEFORM GRAPH A PARTIR DE UN CLUSTER
A partir de una estructura FOR graficar la función de la figura 4.28.
El diagrama para el ejercicio 4.7 se observa en la figura 4.35.
Figura 4.35. Waveform graph a partir de un cluster.
FIN EJERCICIO 4.7
172
173
EJERCICIO 4.8 MÚLTIPLES GRÁFICOS
Generar tres señales con las siguientes características.
Tipo de señal
Amplitud
Xo
dx
Seno
1
0 ms
1 ms
Cuadrada
2
10 ms
0.5 ms
Triangular
1.5
15 ms
2 ms
La respuesta del ejercicio se observa en las figuras 4.36 y 4.37.
174
Una mejor manera de generar el diagrama es utilizando las herramientas WDT
Figura 4.38. Diagrama utilizando las herramientas de WDT.
FIN EJERCICIO 4.8
175
4.6 GRAFICADOR XY GRAPH
El graficador XY Graph, es un graficador cartesiano de propósito general. La
figura 4.39 muestra el graficador y sus respectivas herramientas.
Figura 4.39. Graph y sus correspondientes herramientas.
Los tipos de datos aceptados por este graficador son:
Tabla 4.3. Tipos de datos para XY Graph.
Tipo de dato
Un registro conformado por dos Una sola gráfica.
vectores, el vector uno con los datos
de X y el vector dos con los datos de
Y. Ver figura 4.40.
Tipo de dato
176
Figura 4.40. Tipo de dato válido para un
graficador XY Graph.
Un arreglo de registros.
Cada Una sola gráfica
registro esta conformado por un valor
X Escalar y un valor Y Escalar, ver
figura 4.41.
Figura 4.41. Dato válido para un XY
Graph.
Un arreglo de clusters. Cada cluster Múltiples gráficos en un XY Graph
está conformado por los siguientes
elementos. Ver figura 4.42.
Arreglo de datos [X]
Arreglo de datos [Y]
Figura 4.42. Tipo de dato válido para un
graficador XY Graph.
EJERCICIO 4.9 XY GRAPH
Generar dos señales A y B y obtener a partir de ellas la curva de Lissajouss y los
valores rms de cada una.
La figura 4.43 muestra el panel frontal utilizado para dar solución a este ejercicio.
La figura 4.44 muestra el diagrama.
177
178
Si se desea medir el desfase a través de la figura de Lissajouss, en la figura 4.45
se muestra la manera de cargar la ventana cursor legend, esto permitirá generar
dos cursores y tomar medidas en las curvas correspondientes.
Figura 4.45. XY Graph con los cursores activos.
FIN EJERCICIO 4.9
179
EJERCICIO 4.10 MÚLTIPLES GRÁFICOS EN UN XY GRAPH
Generar dos curvas a partir de tres funciones f(t) y construir arreglos de clusters.
Cada cluster contendrá los vectores [x] y [Y]. La figura 4.46 muestra el panel
frontal del VI.
El diagrama correspondiente se muestra en la figura 4.47.
FIN EJERCICIO 4.10
180
181
1. Utilizando las funciones “digital thermometer.vi” y “Demo Voltaje Read.vi”,
localizadas en el submenú tutorial de la paleta de funciones, generar dos
señales y graficarlas de todas las formas posibles utilizando varios waveform
chart.
2. Crear un panel frontal con dos graficadores waveform graph. En el primero
graficar cinco señales independientes en amplitud, frecuencia y fase. En el
segundo graficar la suma aritmética de éstas.
3. La ventana de diagramación de la figura 4.48 tiene un XY Graph. Determinar
cuál es el resultado de esta rutina.
Figura 4.48. Diagrama para analizar.
4. Generar un cubo a partir de ocho puntos dados por el operador.
5. SUBVIS, VARIABLES LOCALES Y GLOBALES.
5.1 OBJETIVOS
Estudiar el procedimiento para generar subrutinas conocidas en LabVIEW como
subVIs. Analizar otras herramientas importantes, como las variables de tipo local
y global y los nodos de atributo, que permiten controlar dinámicamente el diseño y
comportamiento de los programas realizados.
Estudiar como alterar las
propiedades de un VI.
5.2 SUBVIS
Un subVI es un VI que esta siendo utilizado dentro de otro VI y por tanto tiene
asociado un icono y conectores de entrada y salida de datos.
Los subVIs permiten modular una aplicación en tareas más simples permitiendo
que aplicaciones extensas puedan ser divididas en varias tareas pequeñas, las
que a su vez pueden ser divididas en otras tareas más pequeñas y así
sucesivamente.
Los subVIs son equivalentes a las subrutinas en lenguajes de programación
convencionales basados en texto.
183
La figura 5.1 muestra la implementación en G de la función “operar” y su código
equivalente.
float operar ( A )
{
float A,B;
B=(A**3)/5
Return (B);
}
Figura 5.1. Función “operar”.
La figura 5.2 muestra como puede ser utilizada la función “operar” dentro de otra
función.
main ()
{
float X,Y;
cout << ”Entre X ”;
cin >> X;
Y = operar ( X );
cout << “El resultado es: “<< Y;
return 0;
}
Figura 5.2. Utilización de “operar” dentro de otra función.
Puede observarse que el VI operar.vi ahora está siendo utilizado dentro de otro VI,
por lo tanto es un subVI.
184
5.3 EDICIÓN DEL ICONO
El icono que identifica un VI, está ubicado en la parte superior derecha del panel
frontal.
Para editarlo se debe hacer clic derecho en él y seleccionar Edit Icon como se
Figura 5.3. Menú para editar el Icono.
Esta acción mostrará la ventana de diálogo de la figura 5.4 donde se puede editar
el icono.
Esta ventana funciona de forma similar a un programa de dibujo y cuenta al lado
izquierdo con las siguientes herramientas.
185
Figura 5.4. Editor de Icono.
Pencil: Dibuja o borra píxel por píxel.
Line: Dibuja líneas continuas, con la opción de <shift> restringe el
dibujo a líneas horizontales, verticales o diagonales.
Dropper: Copia el color del píxel seleccionado.
Fill bucker: Llena áreas delimitadas del color seleccionado en
foreground.
Rectangle: Dibuja bordes rectangulares del color del foreground.
Haciendo doble clic en este icono se generará una ventana del
color seleccionado.
Filled Rectangle: Dibuja áreas rectangulares con el color del
foreground. Si se hace doble clic llenará la ventana con el color de
background.
Select: Selecciona áreas del icono para moverlo, copiarlo o borrarlo.
Si se hace doble clic en esta área se podrá seleccionar todo el icono
para borrar su contenido.
Text: Edita texto dentro del icono. Si se hace doble clic en este
icono se podrá seleccionar diferentes fuentes.
186
Foreground & Background: Muestra los colores de trabajo y de
fondo. Haciendo un clic en cada paleta se puede seleccionar los
colores respectivos.
Las opciones a la derecha de la ventana son:
Copy From: Herramienta que permite copiar un icono realizado en otro formato de
color (B&N, 16 colores o 24 colores) al formato seleccionado.
Show Terminal: Si se hace clic en esta opción se podrá observar los terminales
del conector.
OK: Para guardar el dibujo y retornar a la ventana del panel frontal.
CANCEL: Para retornar a la ventana del panel frontal sin guardar los cambios.
La barra de menús cuenta además con opciones típicas de cualquier editor
gráfico: Undo, Redo, Cut, Copy, Paste y Delete.
Para permitir mayor
compatibilidad con los formatos de colores se recomienda siempre hacer un icono
para los tres formatos disponibles. La figura 5.5 muestra el icono editado para
operar.vi.
Figura 5.5. Icono de operar.vi.
187
5.4 LOS CONECTORES
Los conectores de un VI permiten enviar y recibir datos desde un VI de mayor
jerarquía cuando se este utilizando como subVI. Para editar los conectores se
selecciona la opción Show Conectors del menú del icono del VI.
El icono elaborado será entonces reemplazado por los terminales que LabVIEW
espera que sean cableados. La figura 5.6 muestra los conectores esperados para
operar.vi.
Figura 5.6. Conector de un VI.
LabVIEW de manera automática selecciona la herramienta de cableado con el fin
de que el programador asocie que controles o indicadores corresponden a las
áreas que definen los conectores.
Una vez asociado un conector con algún control o indicador, este tomará el color
del tipo de representación de la variable seleccionada.
En caso de ser necesario modificar el número de terminales, mover o borrar la
configuración, LabVIEW cuenta con una serie de opciones que permiten hacerlo.
188
La figura 5.7 muestra el menú de los conectores.
Figura 5.7. Menú del Icono cuando se muestran los conectores.
Para asignar los terminales a los controles e indicadores se procede de la
siguiente manera:
1. Se selecciona el área correspondiente a un conector con la herramienta de
cableado.
Este tomará el color negro para mostrar que se encuentra seleccionado. Figura
5.8.
189
Figura 5.8. Conector Seleccionado.
2. Con la herramienta de cableado se selecciona el control o el indicador que
se desea asignar a ese conector.
Automáticamente el área tomará el color correspondiente a la representación del
control o indicador seleccionado.
La figura 5.9 muestra como se asigna el
Control A al conector seleccionado.
Figura 5.9. Control A asignado a un conector.
3. Se repite 1 y 2 para todos los conectores que se desee asignar.
190
Se recomienda que los controles se asocien a conectores del lado izquierdo del
icono y los indicadores a conectores del lado derecho del icono.
4. Se puede clasificar las conexiones de entradas y salidas de un VI de
acuerdo a la necesidad de ser conectadas en VIs de mayor jerarquía. Para
la respectiva clasificación, del icono se selecciona la opción This
Connection Is.
Figura 5.10. Clasificación de los conectores.
Required: La aplicación no podrá correr si no se alambra el respectivo control.
Recomended: La aplicación podrá correr, pero existirá una serie de prevenciones
en la lista de errores reportados por LabVIEW.
Optional: La aplicación puede correr normalmente. Si no se cablea el control será
cargado con su valor por defecto.
191
5. Del icono del panel se selecciona la opción “show Icon” para regresar a la
vista de icono.
6. Se graba la aplicación con la opción <CTRL+S> o del menú File>>Save.
5.5 UTILIZACIÓN DE UN SUBVI
Para adicionar un subVI en el diagrama de un VI, se sigue los siguientes pasos:
1. Del diagrama del VI seleccione el menú Select a VI de la paleta de
funciones. Ver figura 5.11.
Figura 5.11. Menú Select a VI de la paleta de funciones.
192
2. La opción Select a VI, abrirá una ventana de diálogo donde se puede
seleccionar el VI que se requiere utilizar como subVI. Ver figura 5.12.
Figura 5.12. Ventana de diálogo de Select a VI.
3. Se busca y selecciona el VI deseado y luego se presiona Abrir.
4. Se ubica el cursor en el lugar del diagrama donde se desea localizar el
subVI.
Luego se hace un clic.
Se observará el icono del subVI en el
diagrama del VI en construcción.
Con la herramienta de cableado es posible obtener los nombres de los terminales
del subVI sólo con acercarse a estos como se muestra en la figura 5.13.
Figura 5.13. Terminales de un subVI.
193
Ahora el subVI está listo para ser utilizado como una función más dentro del
diagrama.
En LabVIEW no está permitida la recursividad en el llamado de los subVIs. Es
decir, un subVI no puede llamarse a si mismo.
EJERCICIO
5.1
FILTRADO
DE
UNA
SEÑAL
SENO
CON
TRES
COMPONENTES ARMÓNICAS
Dada la señal:
V(t) = 5 sen ( w t ) + 1.3 sen ( 3 w t ) + 0.3 sen ( 5 w t )
Con f = 60 Hz.
Y suponiendo que la única información conocida de las muestras obtenidas es el
dt:
1. Utilizar un filtro para dejar pasar una banda definida por el usuario.
2. Graficar:
a) Señales original y filtrada.
b) Espectro de potencia de las señales original y filtrada.
3. Calcular para las señales original y filtrada:
a) Amplitudes y frecuencias armónicas.
b) THD.
c) Valor True-RMS
194
El panel frontal de esta aplicación podría tener el siguiente aspecto.
Figura 5.14. Panel frontal para el ejercicio 5.1.
Del enunciado del problema se puede observar que se requiere algunos datos dos
veces, una vez para la señal original y otra para la señal filtrada.
Por consiguiente, lo más recomendable en este caso es construir una sola función
que realice los cálculos requeridos para cualquier señal de entrada y luego
aplicarla a cada señal solicitada.
El primer paso es entonces construir la función de cálculos que va ha ser llamada
“calculos.vi”.
195
Para cualquier señal de entrada, conocido su dt, se debe calcular:
a) Espectro de potencia.
b) Amplitudes armónicas.
c) Frecuencias armónicas.
d) Distorsión armónica total.
e) Verdadero valor RMS.
LabVIEW posee herramientas de procesamiento digital de señal que pueden ser
utilizadas para realizar los cálculos requeridos.
En la paleta de funciones en el menú Analyze>>Signal Processing>>Frequency
domain, se puede encontrar las funciones necesarias para dicha tarea. La figura
5.15 muestra el diagrama de bloques que calcula los valores solicitados.
Figura 5.15. Diagrama de bloques del subVI “calculos.vi”.
La primera función utilizada es “Scaled Time Domain Windows“ y se encuentra en
Analyze>>Signal Processing>>Windows. Es encargada de aplicar la ventana
seleccionada a una señal en el tiempo.
196
Las siguientes tres funciones utilizadas se encuentran en Analyze>>Signal
Processing>>Frequency domain y son en su orden:
Auto Power Spectrum: Calcula el espectro de potencia de una señal en el
tiempo.
Power & Frequency Estimate: Calcula la potencia de la señal y la frecuencia
fundamental.
Harmonic Analyzer: Calcula entre otros la THD y las amplitudes y frecuencias de
las componentes armónicas de una señal.
Por
último
la
función
que
calcula
el
valor
RMS
se
encuentra
en
Analyze>>Mathematics>>Probability and Statistics y se denomina RMS.
Si se desea obtener más información acerca de las funciones de procesamiento
de señal, usted puede consultar la ayuda rápida de LabVIEW, presionando
<CONTROL + H> o en la ayuda en línea en el menú HELP.
Para este diagrama de bloques habrá un panel frontal sencillo con los controles e
indicadores necesarios como se muestra en la figura 5.16.
Para que este nuevo VI pueda ser utilizado como un subVI dentro de otro de
mayor jerarquía se debe definir los conectores que permitirán la entrada y salida
de datos.
Para definir los conectores se debe seguir los pasos descritos en el ítem 5.4 de
este mismo capítulo.
asignados.
La figura 5.17 muestra el icono con los conectores
197
Figura 5.16. Panel frontal de “calculos.vi”.
Figura 5.17. Icono conectado de “calculos.vi”.
Ahora este VI está listo para ser guardado y llamado desde un VI de mayor
jerarquía.
El diagrama de bloques de la aplicación general del ejercicio 5.1 se muestra en la
figura 5.18.
198
La función que implementa un filtro chevyshev se puede encontrar en la paleta de
funciones en el submenú Analyze>>Signal Processing>>Filters y se denomina
chevyshev filter.
Este VI al que se le ha llamado “5-1.vi“, es el de mayor jerarquía dentro de la
estructura del programa.
Si se desea obtener la estructura jerárquica del VI, se debe buscar la opción Show
VI Hierarchy del menú Browse de la barra de menú. La jerarquía para este caso
se ve en la figura 5.19.
El VI de mayor jerarquía es denominado “TOP VI LEVEL”, todos los demás son los
subVIs con los que está programado el Top VI Level, y a su vez, estos subVIs
están formados por otros subVIs y así sucesivamente.
Figura 5.19. Ventana de jerarquía para “5-1.vi”
FIN EJERCICIO 5.1
199
200
Es posible alterar la forma como un VI se ejecuta o se comporta, su apariencia y
algunas otras propiedades generales.
Las propiedades de un VI pueden ser obtenidas en el menú FILE, en el icono del
VI haciendo clic derecho y seleccionando VI Properties, o con el método de
teclado <CONTROL + I>.
La figura 5.20 muestra la ventana que se obtiene al seleccionar VI Properties.
Figura 5.20. Ventana de VI Properties.
La opción Category, permite navegar entre las diferentes opciones de
configuración como General, Seguridad, Ejecución, Ventana, Impresión, entre
otras.
Se puede consultar una referencia completa acerca de cada una de las opciones
de propiedad en la ayuda en línea de LabVIEW, Contents and Index en el menú
HELP.
201
EJERCICIO 5.2 MENÚS EN LOS PANELES FRONTALES
Se desea que el usuario pueda seleccionar una opción entre un conjunto de ellas.
Para eso se debe construir un panel frontal como el de la figura 5.21:
Figura 5.21. Panel frontal ejercicio 5.2.
Para los botones de opción se escogió OK Button de la paleta de controles del
menú Boolean y como botón SALIR se escogió STOP Button de la misma paleta.
Las etiquetas y textos de los botones se pueden cambiar con la herramienta de
texto.
Se puede hacer uso también de las herramientas de alineación y distribución para
dar un aspecto ordenado al panel.
El usuario tiene la posibilidad de escoger entre alguna de las cuatro opciones
disponibles. El diagrama correspondiente a esta parte se muestra en la figura
5.22.
202
Los cuatro terminales de los controles booleanos son llevados a la función Build
Array para construir un arreglo booleano. Luego dicho arreglo es convertido en un
número utilizando la función Boolean Array To Number que se encuentra en la
paleta de funciones en el submenú Boolean.
Un arreglo booleano convertido en un número es la representación decimal del
equivalente binario del arreglo booleano. Esto quiere decir que este número sólo
tomará valores potencias de 2 (0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, ...).
Así, cuando no hay ningún control presionado se formará el arreglo booleano 0000
y al selector de la estructura CASE llegará un cero (0). Si se presiona el botón
OPCION 1, se formará el arreglo booleano 1000 donde el primer bit es el menos
significativo, por lo tanto equivale al número decimal 1 que llegará al selector del
CASE. Si se presiona OPCION 4, se formará 0001, donde el primer bit es el
menos significativo, por lo tanto el decimal 8 llegará al selector del CASE.
Los otros tres frames de la estructura CASE se muestran en la figura 5.23.
203
Figura 5.23. Casos de la estructura CASE en el ejercicio 5.2.
Para mostrar un cuadro de diálogo simple, se puede utilizar la función One Button
Dialog ubicada en el menú Time&Dialog de la paleta de funciones. Las constantes
tipo cadena se pueden encontrar en la paleta de funciones en el submenú String.
Nótese que cada opción puede ser un subVI encargado de realizar alguna tarea
específica.
FIN EJERCICIO 5.2
204
EJERCICIO 5.3 CARGAR EL PANEL FRONTAL DE UN SUBVI DURANTE LA
EJECUCIÓN
Si la OPCION 1 del menú anterior tuviera como tarea solicitarle al usuario que
ingrese sus datos, se requeriría de un subVI que muestre su panel frontal cuando
es llamado.
Lo primero que se debe hacer es un nuevo VI que solicite los datos del usuario.
El panel sugerido tiene la apariencia de la figura 5.24.
Figura 5.24. Panel de diálogo del ejercicio 5.3.
Los botones OK y CANCEL son obtenidos de la paleta de controles en el submenú
Boolean. Nombre, Dirección y Teléfono son controles tipo STRING ubicados en la
paleta de controles en el submenú String&Path.
El diagrama correspondiente se muestra en la figura 2.25.
205
Figura 5.25. Diagrama para el VI de diálogo del ejercicio 5.3.
Los controles, son ubicados dentro del ciclo WHILE, con el fin que puedan ser
manipulados por el usuario hasta que se presione OK o CANCEL.
Los indicadores cumplen la función de pasar los datos a otro subVI. Como no se
requieren observar en el panel, del menú de cada uno de los terminales de
indicador se selecciona la opción Hide Indicator.
Terminado el VI debe crearse su icono y sus conectores según el procedimiento
descrito en 5.3 y 5.4.
En este caso, sólo es necesario crear conectores para los indicadores. La figura
5.26 muestra el icono creado y los conectores.
Figura 5.26. Icono del VI de diálogo del ejercicio 5.3.
206
Como propone este ejercicio, se debe reemplazar el frame 1 de la estructura
CASE del ejercicio 5.2 por el VI de diálogo.
Además se agregará un indicador al panel frontal para determinar cual ha sido la
última operación realizada.
El panel frontal modificado para el ejercicio 5.3 se muestra en la figura 5.27.
El diagrama de bloques modificado se muestra en la figura 5.28.
207
La salida OK? del subVI de diálogo se utiliza para determinar si la operación de
introducir los datos fue o no cancelada. En caso de serlo, al terminal “ultima
operación” que es un indicador tipo STRING, llegará la constante “OPERACIÓN
CANCELADA !”, en caso contrario se cablea el nombre escrito por el usuario.
El shift register se utiliza para almacenar el último valor del indicador tipo STRING.
El túnel que se genera a la salida de la estructura CASE se debe alimentar desde
todos los casos. Como el ejemplo busca indicar la última operación entonces se
puede cablear la misma constante usada para el cuadro de diálogo. Un ejemplo
de esto para el frame 2 se muestra en la figura 5.29.
208
Figura 5.29. Túnel cableado desde los otros casos.
Sin embargo el VI todavía no está listo para correr. Si se intenta correr el VI, se
observará que las opciones 2, 3 y 4 funcionan normalmente, pero la opción 1 no
realiza su trabajo y hace que el VI deje de funcionar correctamente.
Esto se debe a que el subVI “dialogo.vi” comienza su trabajo pero no muestra su
panel frontal para que el usuario pueda ingresar sus datos.
La forma de lograr este comportamiento en un VI es con el menú de configuración
de nodo (SubVI Node Setup), que se encuentra en el menú del icono de la función
Figura 5.30. SubVI Node Setup.
209
Esta acción mostrará la ventana de la figura 5.31. Se debe activar las opciones de
“Mostrar el panel cuando sea llamado” y “Cerrar el panel si originalmente es
cerrado”.
Esto permitirá que el subVI muestre su panel cuando sea llamado y lo
cierre cuando termine de ejecutarse.
Figura 5.31. Ventana de SubVI Node Setup.
Es recomendable que el usuario final no pueda abortar la ejecución del programa
mientras el cuadro de diálogo este activo. Para ello el VI se puede configurar
como cuadro de diálogo en el menú VI Properties en la categoría Window
Appearance del VI de diálogo.
FIN EJERCICIO 5.3
210
5.6 VARIABLES LOCALES
Las variables locales en LabVIEW son copias del terminal de un control o
indicador que se pueden utilizar en cualquier lugar del diagrama para leer o
escribir datos a ese control o indicador.
Son locales, porque su alcance se limita a un mismo VI.
Para obtener una
variable local, se debe buscar la opción Create>>Local Variable del menú del
objeto como se muestra en la figura 5.32.
Figura 5.32. Creación de una variable local.
Sólo es posible crear una variable local de un objeto si este tiene etiqueta. El
aspecto de una variable local es similar al de un terminal, toma el color
representativo del tipo de variable y muestra en su interior la etiqueta del control o
indicador al que pertenece. Una variable local del control numérico de la figura
5.32 es mostrada en la figura 5.33.
211
Figura 5.33. Variable Local.
Por defecto, las variable locales se crean en modo de escritura. Es decir, operan
como si fueran un indicador, pues únicamente reciben datos.
Para cambiar el sentido del flujo de los datos es necesario hacer clic derecho y
cambiar a modo lectura, o a escritura si la variable esta en modo lectura. La figura
5.34 muestra la forma de cambiar el sentido de los datos para la variable local de
la figura 5.33 y el aspecto que toma cuando está en modo lectura.
Figura 5.34. Cambio entre modos Lectura/Escritura.
De esta manera, es posible leer datos de un indicador y actualizar el valor de un
control.
EJERCICIO 5.4
GRAFICAR DATOS DE DISTINTA FUENTE EN UN MISMO
CHART
Se requiere un programa en LabVIEW que cumpla la siguiente secuencia de
tareas:
212
a) Generar 50 datos aleatorios entre 0 y 1 con intervalos de 20ms y graficarlos
a medida que se generan.
b) Mostrar un cuadro de diálogo con un mensaje que diga “50 datos entre 0 y
1 terminados”
c) Generar 50 datos aleatorios entre 1 y 2 con intervalos de 15ms y graficarlos
a medida que se generan en el mismo CHART utilizado en a.
Este es un problema que no puede resolverse sin utilizar una variable local.
Evidentemente se requiere de una estructura SEQUENCE para realizar las tres
etapas del programa.
La solución al ítem a se muestra en la figura 5.35.
Figura 5.35. FRAME 0 de la estructura SEQUENCE.
213
El panel frontal de este ejercicio únicamente cuenta con un graficador tipo CHART,
escalado para mostrar 100 datos entre 0 y 2. La figura 3.36 muestra el panel
frontal.
La solución al ítem b constituye el FRAME 1 de la estructura de secuencia y se
214
El problema aparece al intentar construir el FRAME 2 para dar solución al ítem c
del presente ejercicio.
Es posible generar los 50 datos entre 1 y 2 con intervalos de 15ms, pero para
graficarlos en el mismo CHART se requiere una variable local de CHART en modo
escritura para poder enviarle datos desde el FRAME 2 de la secuencia.
La figura 5.38 muestra el FRAME 2 utilizando una variable local de CHART.
FIN EJERCICIO 5.4
215
En muchas ocasiones se tiene tareas distribuidas en dos ciclos WHILE
independientes y se requiere que ambos ciclos se detengan a la misma orden de
PARO.
La
figura
5.39
muestra
dos
ciclos
WHILE
que
deben
ser
detenidos
simultáneamente.
Figura 5.39. Dos ciclos WHILE simultáneos.
La tarea del ciclo de la izquierda es recoger un dato de temperatura cada 500 ms,
mientras el de la derecha genera continuamente una señal seno de 60 Hz. Se
requiere que las dos tareas se realicen simultáneamente. La figura 5.40 muestra
una forma INCORRECTA para detener los dos ciclos.
Figura 5.40. Método incorrecto para detener dos ciclos simultáneos.
216
Aunque no hay errores de cableado, la operación de este VI será anormal, ya que
el ciclo de la derecha no comenzará su trabajo hasta que se presione el botón de
paro y sólo se ejecutará una vez. Una segunda opción se muestra en la figura
5.41.
Figura 5.41. Segunda opción para detener dos ciclos.
Evidentemente esta opción es también INCORRECTA, pues aunque los dos ciclos
se ejecutarán simultáneamente, el botón de paro sólo será leído una vez,
haciendo que el VI caiga en un ciclo infinito.
La forma de detener este programa sería con el botón “Abortar” en la barra de
herramientas. Si esta herramienta esta deshabilitada o el VI esta compilado, será
necesario finalizar LabVIEW con el método respectivo del sistema operativo
utilizado.
La única forma posible de cumplir con la tarea solicitada es utilizando una variable
local del botón de paro como se muestra en la figura 5.42.
217
Figura 5.42. Forma correcta de detener dos ciclos simultáneos.
Esta configuración permite que los dos ciclos se ejecuten simultáneamente y
puedan ser detenidos con un solo control de paro. Sin embargo, es necesario
añadir, que cuando se crea una variable local a un booleano, sólo se puede utilizar
las tres acciones mecánicas básicas (switch). Por tanto, se debe fijar un valor
FALSO para el botón de paro tanto al inicio como al final del programa. Esto se
Figura 5.43. Diagrama terminado del ejercicio 5.5.
218
5.7 VIARIABLES GLOBALES
Las variables globales de LabVIEW son VIs que únicamente poseen panel frontal.
Su utilidad se similar a la de las variables locales, pero su rango de aplicación es
más amplio ya que pueden operar entre subVIs.
Las variables globales también se pueden configurar como lectura o escritura
dependiendo de si se desea obtener o actualizar el dato que ellas almacenan.
Las variables globales se pueden crear seleccionando la opción New... del menú
File o desde la paleta de funciones seleccionando global del submenú structures.
La figura 5.44 muestra esta última opción.
Figura 5.44. Creación de una variable Global.
Al colocar la variable global en el área de trabajo del diagrama ella toma el
aspecto de la figura 5.45.
Figura 5.45. Variable global sin definir.
219
Las variables globales pueden estar agrupadas en un solo archivo que puede
tener extensión .VI o .GLB. Para asignar los datos que formarán parte de un
grupo de variables globales basta con hacer doble clic sobre el icono de la figura
5.45 para que se muestre un panel frontal como el de la figura 5.46.
Figura 5.46. Panel de una variable global.
En este panel podrán ser colocadas todas las variables que se desee.
ejemplo la figura 5.47 muestra la variable global con varios datos asignados.
Figura 5.47. Variables globales creadas.
Por
220
El panel se debe guardar para posteriormente ser llamado desde un subVI.
Generalmente no es necesario editar el icono de una variable global, ya que es
poco utilizado.
Después de realizado este procedimiento se debe seleccionar cual ítem será
asignado al diagrama del subVI. Esto se logra con el menú del objeto como se
Figura 5.48. Selección de un ítem.
La variable global está definida ahora por el ítem seleccionado y su aspecto
dependerá de la configuración en lectura o escritura tal como se muestra en la
figura 5.49.
Figura 5.49. Variables globales en modo lectura y escritura respectivamente.
Es recomendable no exceder la utilización de variables globales ya que se podría
ver decrementado el desempeño del VI.
221
EJERCICIO 5.5 VARIABLES GLOBALES
Se desea realizar una aplicación dividida en dos VIs.
El primero debe generar un número aleatorio cada determinado intervalo de
tiempo. El segundo debe gráficar los datos generados por el primero a medida
que se generan. El panel frontal y el diagrama de los dos VIs se muestran en las
figuras 5.50 y 5.51 respectivamente.
Figura 5.50. Panel y diagrama del primer VI.
Figura 5.51. Panel y diagrama del segundo VI.
222
En este caso en particular se ha querido que el graficador sólo muestre un dato si
este es diferente al anterior. Para esto se utiliza un shift register y un comparador
de diferencia.
La variable global “DATO” esta creada en un archivo llamado “global.vi” cuyo
panel se muestra en la figura 5.52.
Figura 5.52. Variable global.
Para ver funcionando los dos VIs simultáneamente se pueden mostrar sobre el
escritorio como en la figura 5.53.
Figura 5.53. Ejecución simultanea de los dos VIs.
FIN EJERCICIO 5.5
223
1. Construya un subVI que encuentre las raíces de la ecuación de segundo
grado.
Utilícelo en un VI que solucione tres ecuaciones cuadráticas
simultáneamente.
2. Construya un panel frontal principal que posea un menú donde se puedan
seleccionar 4 opciones además de SALIR. Cada opción deberá abrir un
nuevo panel para realizar una de las cuatro operaciones básicas.
Debe
impedirse que después de seleccionar una opción el usuario regrese al menú
principal sin antes cerrar la ventana que esta utilizando.
3. Genere un VI que grafique la temperatura de algún proceso utilizando Digital
Thermometer. VI. Cuando la temperatura supere un límite permitido el color
de la grafica debe cambiar de amarillo a rojo.
4. Analice la opción “reentrant execution” que se encuentra el las propiedades
del VI. Utilice el primer ejercicio propuesto como ejemplo. Utilice la ayuda de
LabVIEW para obtener la infomación necesaria.
6. CADENAS Y ARCHIVOS.
6.1 OBJETIVO
Estudiar el manejo de las variables tipo String o cadena y las funciones para el
manejo de archivos que ofrece LabVIEW.
6.2 CADENAS
Una variable tipo String o cadena es una colección ordenada de caracteres ASCII.
Es muy común utilizar cadenas de datos o convertir datos numéricos en cadenas
para posteriormente almacenarlas en disco, presentarlas en pantalla, enviarlos por
el puerto serial o a través de la red.
Se puede encontrar controles e indicadores tipo cadena en la paleta de controles,
en el submenú String & Path, como se observa en la figura 6.1.
225
Figura 6.1. Submenú Strings & Path.
Se puede diferenciar los controles y los indicadores por su color de fondo, ya que
los primeros utilizan por defecto un fondo blanco mientras que los segundos uno
gris.
Las funciones que permiten manipular cadenas se encuentran en la paleta de
funciones en el submenú Strings como lo indica la figura 6.2.
Figura 6.2. Funciones para manejo de cadenas.
Estas funciones permiten realizar tareas como determinar longitudes de cadena,
agrupar varias cadenas, encontrar caracteres en una cadena, conversión de datos
numéricos a tipo cadena y viceversa, agregar cadenas constantes y caracteres
especiales, entre otras.
226
Las funciones de esta paleta se describen a continuación:
String Length
Figura 6.3. Función String Length.
Esta función es utilizada para determinar la longitud de una cadena de caracteres.
Concatenate Strings
Figura 6.4. Función Concatenate Strings.
Enlaza n cadenas en estricto orden (desde string 0 hasta string n-1) en una sola
cadena de salida.
String Subset
Figura 6.5. Función String Subset.
227
Esta función retorna una subcadena de la cadena de entrada, cuyo primer caracter
esta determinado por la entrada offset y su longitud es indicada en length. Si esta
entrada no es cableada se tomará como longitud el resto de la cadena.
To Upper Case
Figura 6.6. Función To Upper Case.
Convierte a mayúsculas todos los caracteres alfabéticos de una cadena o arreglo
de cadenas. La función To Lower Case realiza el proceso inverso.
Replace Substring
Figura 6.7. Función Replace Substring.
228
Reemplaza una porción de tamaño length de una cadena por una subcadena a
partir del offset. Si no se especifica una longitud se tomará por defecto el tamaño
de la subcadena.
Search and Replace String
Figura 6.8. Función Search and Replace String.
Esta función busca una subcadena de una cadena y la reemplaza por otra
subcadena establecida.
Match Patern
Figura 6.9. Función Match Patern.
Esta función busca en la cadena patrones o subcadenas incluyendo expresiones
tales como *, ?, ., +, $, \ entre otras.
229
Format Date/Time String
Figura 6.10. Función Format Date/Time String.
De acuerdo al formato que se le especifique captura la fecha y la hora del sistema.
Scan From String
Figura 6.11. Función Scan From String.
Esta función rastrea la cadena de entrada buscando datos de acuerdo al formato
definido en format string. Esta función es redimensionable, pues se puede obtener
varias salidas de acuerdo a lo especificado en format string.
Para definir el
formato de conversión simplemente se hace clic derecho sobre el VI y se
selecciona del menú desplegable la opción Edit Format String. La ventana que se
despliega se muestra en la figura 6.12.
230
Figura 6.12. Cuadro de diálogo Edit scan String.
Allí se determina los tipos de datos que se manejarán posteriormente y el orden en
que se ejecutarán.
Entre los formatos más utilizados se encuentran:
%s
Formato string
%f
Formato de punto flotante
%d
Formato decimal entero
%b
Formato binario
El formato de la conversión también puede ser definido manualmente cableando
una variable String en el terminal Format String.
231
Format Into String
Figura 6.13. Función Format Into String.
Convierte los argumentos de entrada en una cadena, cuyo formato es
determinado por format string.
Array to Spreadsheet String
Figura 6.14. Función Array to Spreadsheet String.
Convierte un arreglo de cualquier dimensión a una cadena que delimita las
columnas del arreglo por el caracter que se especifica en delimiter.
232
Constantes de cadena
Figura 6.15. Caracteres especiales.
Se encuentran en la parte inferior del submenú string de la paleta de funciones.
En su orden son:
String Constant: Constante tipo cadena.
Empty String: Consiste de una cadena que esta vacía. Su longitud es cero.
Carriage Return: Consiste de una cadena constante que contiene el valor ASCII
CR.
Line Feed: Consiste de una cadena constante que contiene el valor ASCII LF.
End of Line: Consiste de una cadena constante que contiene un fin de línea
dependiendo de la plataforma utilizada.
Tab: Consiste de una cadena constante que contiene el valor ASCII
correspondiente al tab horizontal.
Existe otra paleta que contiene las funciones de cadena adicionales como lo indica
la figura 6.16.
233
Figura 6.16. Funciones adicionales para cadenas.
Estas funciones son:
Search / Split String
Figura 6.17. Función Search / Split String.
Esta función busca una subcadena o caracter en la cadena de entrada a partir de
la posición offset. Retorna la subcadena anterior a la cadena o caracter buscado,
la cadena o caracter buscado más el resto de la cadena de entrada y la posición
en la cual se encontró.
Pick Line
Figura 6.18. Función Pick Line.
234
Adiciona a una cadena existente una línea de una lista de subcadenas separadas
por el retorno de carro, previamente definidas por el usuario en multi-line string.
La entrada line index define cual subcadena se adiciona.
Match First String
Figura 6.19. Función Match First String.
Esta función compara el principio de la cadena de entrada con cada uno de los
elementos del arreglo cadena. Si encuentra coincidencia con alguno retorna la
posición del arreglo en la cual lo encontró y como cadena de salida el resto de la
cadena de entrada.
Match True / False String
Figura 6.20. Función Match True / False String.
235
Compara el inicio de la cadena de entrada en string con las cadenas true string y
false string. De acuerdo a la cadena que concuerde se entrega un valor booleano
y la cadena de entrada sin el término similar.
Scan Strings for Tokens
Figura 6.21. Función Scan Strings for Tokens.
Esta función busca tokens en la cadena de entrada.
Un token puede ser un
arreglo de cadenas con operadores (<, >, =) o una cadena delimitada por
caracteres tales como (\s, \t, \r, \n).
Tiene como salidas la posición siguiente al token encontrado, la cadena token y el
índice token que toma 2 valores: (-1 si token string no contiene valores token y -2
si ya ha terminado de recorrer la cadena de entrada y no encontró ningún token).
Index String Array
Figura 6.22. Función Index String Array.
236
Esta función adiciona a la cadena de entrada un elemento del arreglo de cadenas
según lo especifique index.
Append True / False String
Figura 6.23. Función Append True / False String.
Adiciona a la cadena de entrada otra cadena de acuerdo al valor determinado en
el selector booleano.
Rotate String
Figura 6.24. Función Rotate String.
Coloca el primer caracter de la cadena en la última posición.
Reverse String
Figura 6.25. Función Reverse String.
237
Produce un reverso de orden de la cadena de entrada.
Otro gran número de funciones que presenta LabVIEW para la manipulación de
cadenas son las de conversión. Con ellas se puede convertir cadenas decimales,
hexadecimales, octales, fraccional/exponencial a representaciones numéricas. De
igual forma los números hexadecimales, octales, decimales y con formato
fraccional/exponencial se pueden convertir a cadenas.
En la figura 6.26 se presenta la paleta de conversiones.
Figura 6.26. Funciones de conversión.
Algunas de estas funciones son polimórficas y sobrecargadas. Debido a ello están
en condiciones de aceptar arreglos y clusters de números y convertirlos en
arreglos y clusters de cadenas.
Otra de las herramientas utilizadas en el manejo de las cadenas son las
conversiones string/array/path. Es así como se puede partir de una cadena o
arreglo de cadenas y convertirlas en variables tipo Path o viceversa.
Estas funciones se encuentran en la paleta que se muestra en la figura 6.27.
238
Figura 6.27. Paleta de conversiones string/array/path.
EJERCICIO 6.1 CONCATENACIÓN, CONVERSIÓN Y BÚSQUEDA
Se desea construir un VI que informe en un Mensaje Final el estado de una
variable. El nombre de la variable y sus unidades están en forma de cadena,
mientras el valor se encuentra de forma numérica. Se desea además conocer la
longitud total del mensaje, la posición de dato en el mensaje y el mensaje al revés.
Figura 6.28. Panel frontal para el ejercicio 6.1.
La ventana de diagramación de la figura 6.29 muestra la solución al ejercicio 6.1.
239
Figura 6.29. Ventana de diagramación para el ejercicio 6.1.
Para realizar la conversión número/cadena se utiliza la función Number to
Fraccional String a la cual se le define el número de dígitos de precisión a utilizar.
Una vez se tiene las 3 cadenas se concatenan utilizando la función Concatenate
String.
Obsérvese que se ha utilizado un caracter tab en la concatenación de las 2
primeras cadenas, esto para separar con un espacio la cadena del valor numérico.
También se hubiera conseguido con dejar un espacio al inicio de la segunda
cadena o al final de la primera.
Cuando se tiene la cadena final se calcula su longitud con la función String Length,
se obtiene su inversa y se encuentra la posición del valor numérico con las
funciones Search Split /String y reverse string.
FIN EJERCICIO 6.1
240
EJERCICIO 6.2 DATOS DE UN MEDIDOR
Se desea presentar los datos de un medidor que puede leer tres variables
(Corriente, Voltaje y Resistencia) seleccionando una a la vez.
El panel frontal del instrumento de medida se muestra en la figura 6.30.
La figura 6.30 ilustra el medidor cuando se ha puesto en modo corriente.
Una forma para conseguir que la cadena “Lectura” varíe su contenido de acuerdo
al menú “Selector” es construir una estructura CASE que entregue a la función
Format into String los parámetros adecuados a cada caso.
En las figuras 6.31, 6.32 y 6.33 se muestra el diagrama para este ejercicio.
Figura 6.31. Diagrama del ejercicio 6.2. Caso 0.
A la función format into String se le definen 4 entradas:
241
242
- Una cadena inicial: en la cual va el texto de acuerdo a la variable escogida. Por
ejemplo: “La resistencia es de: “.
- El valor numérico generado aleatoriamente por el Random Number.
- Una cadena con las unidades correspondientes.
- El formato de las entradas. En este caso se define: formato fraccional con 3
dígitos decimales para el número y formato cadena para la segunda cadena de
entrada.
El programa se ejecutará hasta que el usuario lo decida.
FIN EJERCICIO 6.2
243
6.3 ARCHIVOS
El manejo que se hace con archivos es esencialmente para realizar alguna de las
siguientes operaciones:
Abrir y cerrar archivos.
Leer y escribir datos de un archivo.
Mover, copiar, borrar, renombrar archivos y directorios.
Las funciones que utiliza LabVIEW para estos fines se encuentran en el submenú
File I/O de la paleta de funciones. Existe específicamente tres pasos relacionados
con el manejo de un archivo:
-
Crear o abrir un archivo. Aquí se especifica el nombre del archivo a crear o
la ruta de un archivo existente.
-
Leer o escribir en el archivo. De acuerdo a la operación que se esté
realizando.
-
Cerrar el archivo. Una vez se ha efectuado las operaciones el archivo debe
cerrarse.
Una clasificación de los VIs que realizan estas operaciones se muestra en la figura
6.34.
244
Figura 6.34. Funciones para manejo de archivos.
Esta división puede explicarse como se muestra en la tabla 6.1.
Tabla 6.1. Funciones para manejo de archivos.
Nivel
Alto
Característica
Funciones
Funciones básicas para Utilizan como subVIs las funciones
archivos ASCII y binarios. del nivel intermedio. El manejo de
funciones
de
bajo
nivel
es
transparente al usuario.
Intermedio Funciones
crear,
para
leer,
abrir Pueden realizar todas las tareas
escribir
cerrar archivos.
Avanzado
Funciones
copiar,
desde LabVIEW.
para
borrar
y de lectura y escritura de archivos
mover, Permiten
y
listar estructura
archivos, entre otras.
operar
de
sobre
la
directorios
del
sistema.
La figura 6.35 muestra la paleta de funciones en la que se encuentran las
constantes para el manejo de archivos.
Entre estas constantes se encuentra la constante tipo PATH la cual permite
identificar la ubicación de un archivo en disco.
245
Figura 6.35. Constantes de archivo.
Dependiendo del sistema operativo, los Path deben tomar la forma adecuada.
Windows:
MacOS:
Unix:
Figura 6.36. Rutas en sistemas operativos.
Otras constantes están encargadas de enviar una ruta vacía, mostrar el directorio
por defecto, crear directorios temporales, entre otras.
Ya que todos los procesos de manipulación de archivos se obtienen con las
funciones de nivel intermedio, estás serán mostradas a continuación.
246
Open/Create/Replace Files
Figura 6.37. Función Open/Create/Replace Files.
Este VI abre, crea o reemplaza un archivo desde la ruta indicada en file path. Si lo
encuentra entrega un valor de referencia en refnum que LabVIEW utilizará para
identificar todas las tareas que se realicen sobre ese mismo archivo. Si a este VI
no se le especifica la ruta del archivo, entonces en el momento de la ejecución el
VI abrirá un cuadro de diálogo desde el cual se puede elegir el archivo.
Read File
Figura 6.38. Función Read File.
Este VI recibe el refnum del VI anterior y lee el número de bytes que se le han
especificado en count desde la posición definida por el pos mode y el pos offset,
así:
Se puede leer desde el principio del archivo si pos mode esta en 0.
Con respecto al final del archivo si pos mode esta en 1.
Con respecto a la ubicación actual si pos mode esta en 2.
Si el pos offset es cableado, por defecto el pos mode valdrá 0, de lo contrario pos
mode estará en 2.
247
Write File
Figura 6.39. Función Write File.
Este VI permite escribir en el archivo referenciado previamente por refnum. Se
comporta en forma idéntica con el pos mode y pos offset del VI anterior.
Close File
Figura 6.40. Función Close File.
Cierra el archivo especificado por refnum.
Scan from File
Figura 6.41. Función Scan From File.
248
Interpreta el archivo de acuerdo al formato definido en format string realizando las
conversiones indicadas. Se puede tener más de una salida de acuerdo al número
de conversiones que se especifiquen en el formato.
Format into File
Figura 6.42. Función Format into File.
Convierte los argumentos de entrada de acuerdo al formato predefinido en format
string y los adiciona al archivo de entrada.
En el manejo de los path o rutas se encuentran las funciones:
Build Path
Figura 6.43. Función Build Path.
Adiciona a una ruta existente un nombre o ruta relativa.
Strip Path
Figura 6.44. Función Strip Path.
249
Retorna el nombre del último componente de la ruta y la ruta que lo conduce.
6.3.1 Escribir Datos en un Archivo
La figura 6.45 muestra el diagrama general utilizado para escribir datos a un
archivo nuevo o uno ya existente.
Figura 6.45. Secuencia utilizada al escribir datos a un archivo.
EJERCICIO 6.3 GUARDAR DATOS EN UN ARCHIVO ASCII
Generar un grupo de datos de temperatura y almacenarlos en un archivo.
Figura 6.46. Ventana de diagramación.
250
Al ejecutar el anterior código, lo primero que se le presenta al usuario es un
cuadro de diálogo donde se debe seleccionar el archivo en el cual se va a escribir
o digitar el nombre del archivo si este no existe. En caso de querer especificar la
ruta y el nombre del archivo se debe cablear al terminal de entrada file path una
variable con estos datos.
Una vez se ha ejecutado el ciclo FOR se dispone de un arreglo de datos de
temperatura arrojados por el Digital Thermometer.vi.
Posteriormente se realiza la conversión del arreglo a una cadena tipo spreadsheet.
En este tipo de cadena los datos están tabulados.
Por defecto el caracter
delimitador es tab.
Otro de los parámetros de entrada que debe definírsele a este VI es el formato de
los datos. Es así como se ha definido en este ejercicio en particular el formato
flotante de 3 decimales. La cadena de datos se escribe al archivo mediante el
Write File.vi y posteriormente se cierra el archivo con el Close File.vi.
FIN EJERCICIO 6.3
251
Los VIs utilizados para el manejo de archivos, generalmente poseen como salidas
terminales de refnum y de error, los cuales además de utilizarse para el control de
las tareas y para obtener información de procesos errados, proveen flujo de datos
del programa en la forma esperada (abrir o crear un archivo, realizar operaciones
sobre él y posteriormente cerrarlo). La figura 6.47 muestra un modelo alterno a la
figura 6.46.
Figura 6.47. Error en flujo de datos.
En el anterior diagrama después de crear o abrir el archivo, no siempre se podrá
asegurar cual operación se hará primero: si la de escribir en el archivo o la de
cerrarlo, debido a que no existe un flujo de datos definido. Es posible incluso que
se de el caso en que se cierre el archivo antes de poder escribir en él. Para
establecer esto se acostumbra cablear el error de salida de un VI al error de
entrada del siguiente como se indicó en la figura 6.45 y hacer uso de los
terminales de refnum a las salidas.
EJERCICIO 6.4 CONSTRUIR UN ARCHIVO TIPO TAB DELIMITER
Los archivos tab delimiter son aquellos en los cuales un arreglo 2D utiliza
caracteres especiales para la separación entre columnas y filas.
252
Este ejercicio busca crear un archivo de este tipo que contenga 2 columnas. Allí
se almacenarán los datos arrojados por el Digital Thermometer.vi en una columna
y en la otra columna el número correspondiente al dato generado.
Se debe
guardar el archivo con extensión .txt y abrirlo posteriormente en un procesador de
texto u hoja de cálculo.
En el siguiente diagrama se observa el proceso.
Figura 6.48. Ventana de diagramación.
A medida que se va generando cada uno de los 20 datos de temperatura se va
construyendo una sola cadena con la ayuda del Format into String que solicita los
formatos de cada uno de los datos de entrada. En este caso el formato
especificado se muestra en la figura 6.49.
Figura 6.49. Formato de los datos.
253
Es muy importante recordar que cuando se trabaja con shift registers deben
inicializarse con un valor de acuerdo al tipo de dato que se le cablea. En este
ejercicio se ha utilizado una cadena vacía para inicializar el shitf register.
Una vez se ha generado los datos se crea el archivo, se escribe los datos allí y
luego se da por terminado el proceso con el Close File.VI.
FIN EJERCICIO 6.4
254
6.3.2 Leer un archivo
El procedimiento utilizado para recuperar la información de un archivo es similar al
utilizado en escritura, se diferencian en la función Read File.vi, a la cual debe
cablearse el número de bytes que van a ser leídos en el terminal de entrada count.
La figura 6.50 ilustra el procedimiento mencionado.
Figura 6.50. Leer de un archivo.
EJERCICIO 6.5 RECUPERACION DE DATOS DE UN ARCHIVO ASCII
Se busca recuperar el archivo creado en el ejercicio 6.4. La figura 6.51 detalla los
pasos a seguir en la recuperación de la información.
Una vez se ha recuperado la información en formato cadena se convierte a
formato arreglo para poder manipular los datos adecuadamente.
255
Observe que a la función Spreadsheet to array debe cablearse una constante con
el tipo de datos a recuperar, por esta razón se creó una constante arreglo 2D con
formato DBL.
FIN EJERCICIO 6.5
256
EJERCICIO 6.6 ESCRIBIR UN ARCHIVO BINARIO
Se creará un archivo binario con los datos generados por el usuario al interactuar
con un control numérico tipo dial.
Nota: Se debe realizar una validación para que datos similares contiguos no sea
guardados.
En la figura 6.52 se muestra los elementos utilizados en el panel frontal.
Se ha utilizado un indicador tipo arreglo para visualizar los datos que se han
generado.
La ventana de diagramación de la figura 6.53 ilustra el proceso de generación y
almacenamiento de datos.
El número de datos que genera el usuario se ha limitado como lo indica la
estructura FOR.
257
A medida que se va generando cada dato se realiza la comparación con el dato
inmediatamente anterior para evitar la duplicidad.
Si el resultado de la
comparación resulta negativo (valores diferentes) se agrega un nuevo dato al
arreglo que se va creando, de lo contrario (valores iguales) no se adiciona el dato
al arreglo.
Obsérvese que se ha utilizado una estructura SEQUENCE para contener el código
anterior, además del path del Open/Create/Replace File.vi, esto con el fin de
permitir que se genere los datos primero antes de escribirlos en el archivo. El
usuario genera los datos y posteriormente el programa se encarga de
almacenarlos en la ruta especificada.
FIN EJERCICIO 6.6
258
EJERCICIO 6.7 RECUPERACIÓN DE DATOS DE UN ARCHIVO BINARIO
Se pretende recuperar el archivo guardado en el ejercicio 6.6.
El diagrama que soluciona el ejercicio 6.7 se muestra en la figura 6.54.
Cuando se lee archivos binarios es necesario especificar el tipo y el número de
datos a leer. El tipo de dato se puede especificar cableando una constante al
terminal byte stream type del mismo tipo del dato.
Por esta razón es muy
importante contar con la suficiente información acerca de la naturaleza de los
datos
cuando
se
manipulan
archivos
binarios
para
poderlos
recuperar
satisfactoriamente.
Debido a que la representación DBL utiliza 8 bytes, es necesario especificarle al VI
utilizado para lectura cuantos datos se recogerán. Por esta razón el número total
de bytes del archivo abierto se divide por 8 para entregar al VI de lectura el
número total de datos que debe leer.
Posteriormente se grafican los datos recuperados y se cierra el archivo.
FIN EJERCICIO 6.7
259
6.4 FUNCIONES DE ALTO NIVEL PARA EL MANEJO DE ARCHIVOS
LabVIEW posee funciones de alto nivel para realizar tareas sencillas de lectura y
escritura de archivos tipo ASCII o binarios de forma directa.
El primer renglón de VIs de la figura 6.55 contiene las funciones mencionadas
para archivos ASCII en formato tab delimiter o en formato de cadena y un
submenú para manejar arreglos I16 (enteros a 16 bits) o SGL (precisión simple de
punto flotante) en archivos binarios.
Figura 6.55. Funciones de archivos binarios.
Debido a que los archivos binarios son generalmente no portables a otras
aplicaciones, es necesario detallar adecuadamente los tipos de datos utilizados
cuando se desee recuperar el archivo.
Entre las funciones de la primera fila podemos destacar las utilizadas para manejo
de spreadsheet tanto en lectura como en escritura, adicionar o recuperar
caracteres y/o líneas.
260
En la tercera fila aparecen las funciones avanzadas, las cuales son utilizadas para
operar sobre la estructura de directorios. En la figura 6.56 se presenta la paleta de
este tipo de funciones.
Figura 6.56. Funciones avanzadas de archivos.
Las características de estas funciones abarcan: obtención de información del
archivo tal como permisos, tamaño, últimas modificaciones, mover archivos o
directorios, borrarlos, listar archivos, entre otros.
Estos VIs pueden ser utilizados intuitivamente o con la ayuda presentada por
LabVIEW para cada uno de sus VIs.
261
1.
Crear un archivo tipo spreadsheet de cuatro columnas con la siguiente
información:
Valor X
Seno(x)
Cos(x)
Tan(x)
El valor de x debe ser el equivalente en radianes a cada grado desde 0 hasta 360.
Los valores de seno, coseno y tangente deben ser guardados con 6 cifras
decimales.
2. Recuperar sólo la información de la columna No.3 (Cos(x)) del ejercicio anterior
y graficar los datos.
3.
Crear un programa donde el usuario pueda decidir guardar los datos
recuperados en el ejercicio 2 como archivo texto o archivo binario de acuerdo a la
opción que seleccione de un menú.
4. Generar un archivo que contenga los valores de temperatura superiores a un
valor establecido, con la fecha y hora en que se generaron. (Nota: Utilizar Digital
Thermometer.vi y Format Date/Time String).
5. Recuperar el archivo del ejercicio anterior y representar los datos gráficamente.
BIBLIOGRAFÍA
1. LabVIEW User Manual, National Instruments Corporation, edición de Noviembre
de 2001.
2. LabVIEW Measurement Manual, National Instruments Corporation, edición de
Julio de 2000.
3. LabVIEW Development Guidelines, National Instruments Corporation, edición de
Julio de 2000.
4. LabVIEW Tutorial, National Instruments Corporation, edición de Noviembre de
2001.
5. Getting Started with LabVIEW, National Instruments Corporation, edición de
Noviembre de 2001.
6. LabVIEW Help, National Instruments Corpotarion, edición de Noviembre de 2001.
7. Analysis Concepts, National Instruments Corporation, edición de Julio de 2000.

Curso LabVIEW 6i - Escuela de Ingeniería Electrónica

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